Aus der DE-PS 845 933 ist ein Verfahren zur Herstellung von Bürsten, insbesondere Zahnbürsten in einem Formwerkzeug bekannt. Bei dem vorbekannten Verfahren werden aus mehreren Borstenfilamenten zusammengesetzte Borstenbündel in Kanake einge- führt, die an einem Formwerkzeugteil einer Spritzgußform ausgebildet sind. Die befesti- gungsseitigen Enden der Borstenbündel werden zur Ausbildung einer Verdickung ange- schmolzen. Hierzu wird eine heiße Platte gegen die befestigungsseitigen Enden der Borstenbündel angelegt, die unter Ausbildung einer den Durchmesser des Borstenbün- dels überragenden Verdickung anschmelzen. Danach wird das Formnest geschlossen und thermoplastische Masse in fließfähigem Zustand in das Formwerkzeug eingespritzt.

Die Verdickung wird bei diesem vorbekannten Verfahren mit Abstand zu der Kanalmün- dung in dem aus der thermoplastischen Masse gebildeten Bürstenkörper eingebettet.

Weiterentwicklungen an dem gattungsbildenden Verfahren waren auf die Abdichtung der Kanäle während der Formfüllung fokussiert. So wurden mit der DE-A-38 32 520 beson- dere Abdichtmaßnahrnen vorgeschlagen, mit denen die Borstenbündel bei mit Abstand zu der Kanalmündung angeordneter Verdickung gegen die Kanalwandung abgedichtet wurden. Gemäß der Offenbarung der DE-C-35 11 528 ist es zu bevorzugen die Kanäle durch Anlegen der Verdickung an die Kanäle abzudichten.

Neben der Abdichtung der Kanäle bei der Formfüllung spielt die Einbettungstiefe der Verdickung in dem Bürstenkörper, d. h. der Abstand der Verdickung zu der Oberfläche des Bürstenkörpers, eine wesentliche Rolle. Liegt die Verdickung unmittelbar an der Oberfläche des Bürstenkörpers, so weisen die Borstenbündel eine geringe Auszugsfe- stigkeit auf. Dementsprechend wurde mit der DE-C-36 42 124 ein gattungsbildendes Verfahren vorgeschlagen, bei dem die Kanäle durch eine in den Formraum hineinragen- de Hülse verlängert wurden, um einerseits den Kanal durch die an der Hülse anliegende Verdickung abzudichten, andererseits jedoch die Verdickung mit Abstand zu der Ober- fläche des Bürstenkörpers anzuordnen.

Dem Fachmann sind also eine Mehrzahl von gattungsbildenden Verfahren bekannt, bei denen die Verdickung mit unterschiedlichem Abstand zu der Oberfläche des Bürstenkör- pers angeordnet wird.

Mit der EP-B-0 759 711 wird ein gattungsbildendes Verfahren vorgeschlagen, bei dem die Verdickung derart von der Kanalmündung beabstandet wird, daß beim nachfolgen- den Einfülien thermoplastischer Masse in das Spritzgießwerkzeug ein beim Aufschmel- zen der befestigungsseitigen Enden erzeugter, die Verdickung überragender thermisch geschwächter Längenbereich der Kunststoffmonofile von der Kunststoffschmeize um- schlossen wird. Nach der Offenbarung dieses Standes der Technik wird der zwischen der Verdickung und der Mündung angeordnete geschwächte Längenbereich der Bor- stenbündel vollständig von der erstarrten Kunststoffmasse des Bürstenkörpers umgeben, um eine möglichst hohe Biegeelastizität und ein gutes Wiederaufrichtvermögen der Bor- stenbündel zu erzielen. Dieses Verfahren weist jedoch den Nachteil auf, daß die Verdik- kung mit Abstand zu der Mündung des Kanals bzw. einer den Kanal verlängernden Hül- se angeordnet sein muß, wobei zur Bestimmung des Abstandes der thermisch ge- schwächte Längenbereich aufwändig ermittelt werden muß.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsbildende Verfahren zu verbessern und insbesondere ein Verfahren anzugeben, mit dem Bürsten, deren Borstenbündel eine gute Biegeelastizität und ein gutes Wiederaufrichtvermögen unab- hängig von der Einbettungstiefe der Verdickung haben, herstellbar sind. Gemäß einem weiteren Aspekt liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine zur Durch- führung des Verfahrens geeignete Vorrichtung anzugeben.

Zur verfahrensmäßigen Lösung der obigen Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, daß ein beim Anschmeizen des Borstenbün- dels entstehender geschwächter Längenbereich der Borstenfilamente vollständig von der Verdickung umgeben wird.

Bei diesem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird das Anschmelzen der befesti- gungsseitigen Enden des bzw. der Borstenbündel derart vorgenommen, daß die beim Anschmelzen entstehende Schmelze die nicht aufgeschmolzenen Borstenfilamente in deren Längsrichtung teilweise umgibt, und zwar so weit, daß der durch thermischen Ein- Dem Fachmann sind also eine Mehrzahl von gattungsbildenden Verfahren bekannt, bei denen die Verdickung mit unterschiedlichem Abstand zu der Oberfläche des Bürstenkör- pers angeordnet wird.

Mit der EP-B-0 759 711 wird ein gattungsbildendes Verfahren vorgeschlagen, bei dem die Verdickung derart von der Kanalmündung beabstandet wird, daß beim nachfolgen- den Einfülien thermoplastischer Masse in das Spritzgießwerkzeug ein beim Aufschmel- zen der befestigungsseitigen Enden erzeugter, die Verdickung überragender thermisch geschwächter Längenbereich der Kunststoffmonofile von der Kunststoffschmeize um- schlossen wird. Nach der Offenbarung dieses Standes der Technik wird der zwischen der Verdickung und der Mündung angeordnete geschwächte Längenbereich der Bor- stenbündel vollständig von der erstarrten Kunststoffmasse des Bürstenkörpers umgeben, um eine möglichst hohe Biegeelastizität und ein gutes Wiederaufrichtvermögen der Bor- stenbündel zu erzielen. Dieses Verfahren weist jedoch den Nachteil auf, daß die Verdik- kung mit Abstand zu der Mündung des Kanals bzw. einer den Kanal verlängernden Hül- se angeordnet sein muß, wobei zur Bestimmung des Abstandes der thermisch ge- schwächte Längenbereich aufwändig ermittelt werden muß.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsbildende Verfahren zu verbessern und insbesondere ein Verfahren anzugeben, mit dem Bürsten, deren Borstenbündel eine gute Biegeelastizität und ein gutes Wiederaufrichtvermögen unab- hängig von der Einbettungstiefe der Verdickung haben, herstellbar sind. Gemäß einem weiteren Aspekt liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine zur Durch- führung des Verfahrens geeignete Vorrichtung anzugeben.

Zur verfahrensmäßigen Lösung der obigen Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, daß ein beim Anschmeizen des Borstenbün- dels entstehender geschwächter Längenbereich der Borstenfilamente vollständig von der Verdickung umgeben wird.

Bei diesem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird das Anschmelzen der befesti- gungsseitigen Enden des bzw. der Borstenbündel derart vorgenommen, daß die beim Anschmelzen entstehende Schmelze die nicht aufgeschmolzenen Borstenfilamente in deren Längsrichtung teilweise umgibt, und zwar so weit, daß der durch thermischen Ein- fluß verursachte geschwächte Längenbereich sämtlicher Borstenfilamente von der Ver- dickung umgeben wird. Praktische Versuche haben gezeigt, daß stirnseitig an dem Bor- stenbündel erzeugte Schmelze über den Umfang des nicht angeschmolzenen Borsten- bündels gebracht werden kann, ohne daß sich in Längsrichtung der Borstenfilamente hinter der Schmelzfront eine durch thermischen Einfluß erzeugte Reorientierung der Molekülketten der gereckten Filamente ergibt.

Mit dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung werden somit an ihrem befestigungs- seitigen Ende eine Verdickung aufweisende Borstenbündel hergestellt, die keinen über die Verdickung hinausgehenden thermisch geschwächten Längenbereich haben. Die Beborstung der hergestellten Bürste weist somit unabhängig von der Einbettungstiefe der Verdickung in dem Bürstenkörper eine gute Biegeelastizität und ein gutes Wieder- aufrichtvermögen auf.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird zur Lösung der obigen Teilaufgabe mit der vorlie- genden Erfindung das gattungsbildende Verfahren dahingehend weitergebildet, daß zum Ausbilden der Verdickung heißes Gas verwendet wird.

Gegenüber dem aus dem Stand der Technik bekannten, gegen die befestigungsseitigen Enden der Borstenbündel gelegten heißen Messer kann bei der Ausbildung der Verdik- kung durch heiße Luft das Verfahren besonders wirtschaftlich hergestellt werden. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die befestigungsseitigen Borstenbündel be- rührungsfrei angeschmolzen, was zu einer zu bevorzugenden kugelförmigen Ausbildung der Verdickung führt und eine geringe Klemmkraft erforderlich macht, mit der die Bor- stenfilamente in den Kanälen gehalten werden. Weiterhin läßt sich die auf das befesti- gungsseitige Ende aufgebrachte Wärmemenge bei der Verwendung eines heißen Gases besser regeln als bei der Verwendung eines heißen Messers, dessen Temperatur sich aufgrund von relativ trägen Wärmeleitvorgängen einstellt. Durch die Verwendung heißen Gases wird darüber hinaus die Möglichkeit geschaffen, die Ausbreitungsrichtung der Schmelze über die Ausrichtung des Gasstrahles zu beeinflussen.

Im Hinblick auf die optischen Qualitaten der Bürste, insbesondere beim transparentem Material des Bürstenkörpers ist es weiterhin zu bevorzugen, als Gas ein Inertgas zu ver- wenden. fluß verursachte geschwächte Längenbereich sämtlicher Borstenfilamente von der Ver- dickung umgeben wird. Praktische Versuche haben gezeigt, daß stirnseitig an dem Bor- stenbündel erzeugte Schmelze über den Umfang des nicht angeschmolzenen Borsten- bündels gebracht werden kann, ohne daß sich in Längsrichtung der Borstenfilamente hinter der Schmelzfront eine durch thermischen Einfluß erzeugte Reorientierung der Molekülketten der gereckten Filamente ergibt.

Mit dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung werden somit an ihrem befestigungs- seitigen Ende eine Verdickung aufweisende Borstenbündel hergestellt, die keinen über die Verdickung hinausgehenden thermisch geschwächten Längenbereich haben. Die Beborstung der hergestellten Bürste weist somit unabhängig von der Einbettungstiefe der Verdickung in dem Bürstenkörper eine gute Biegeelastizität und ein gutes Wieder- aufrichtvermögen auf.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird zur Lösung der obigen Teilaufgabe mit der vorlie- genden Erfindung das gattungsbildende Verfahren dahingehend weitergebildet, daß zum Ausbilden der Verdickung heißes Gas verwendet wird.

Gegenüber dem aus dem Stand der Technik bekannten, gegen die befestigungsseitigen Enden der Borstenbündel gelegten heißen Messer kann bei der Ausbildung der Verdik- kung durch heiße Luft das Verfahren besonders wirtschaftlich hergestellt werden. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die befestigungsseitigen Borstenbündel be- rührungsfrei angeschmolzen, was zu einer zu bevorzugenden kugelförmigen Ausbildung der Verdickung führt und eine geringe Klemmkraft erforderlich macht, mit der die Bor- stenfilamente in den Kanälen gehalten werden. Weiterhin läßt sich die auf das befesti- gungsseitige Ende aufgebrachte Wärmemenge bei der Verwendung eines heißen Gases besser regeln als bei der Verwendung eines heißen Messers, dessen Temperatur sich aufgrund von relativ trägen Wärmeleitvorgängen einstellt. Durch die Verwendung heißen Gases wird darüber hinaus die Möglichkeit geschaffen, die Ausbreitungsrichtung der Schmelze über die Ausrichtung des Gasstrahles zu beeinflussen.

Im Hinblick auf die optischen Qualitaten der Bürste, insbesondere beim transparentem Material des Bürstenkörpers ist es weiterhin zu bevorzugen, als Gas ein Inertgas zu ver- wenden.

Die Beeinflussung der Ausbreitungsrichtung der Schmelze kann besonders gut mit klei- nen Düsen beeinflußt werden. Als kleine Düse ist eine Düse anzusehen, deren Austritts- querschnitt 2 bis 20, vorzugsweise 5 bis 10 mal so groß wie der Querschnitt des ange- strahlten Borstenbündels ist.

Im Hinblick auf eine vollständige Einbettung des thermisch geschwächten Längenberei- ches ist es zu bevorzugen, das heiße Gas gegen die Stirnseite des Borstenbündels zu blasen. Auf der Stirnseite des Borstenbündels entstehende Schmelze wird bei einem derartigen bevorzugten Verfahren von der anströmenden Luft zunächst, bezogen auf das Borstenbündel, radial nach außen gedrückt und dann in Längsrichtung teilweise über das Borstenbündel geschoben.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das be- festigungsseitige Ende des Borstenbündels mit Abstand zu dem Formwerkzeugteil an- geordnet, die Verdickung jedoch ohne Abstand zu dem Kanal ausgebildet. Die Fließfront der Verdickung erstarrt bei dieser bevorzugten Ausführungsform an der Mündung des Kanales. Hier werden die Borstenbündel in dem Kanal gehalten, d. h. die Borstenfilamen- te liegen an dem relativ kalten Formwerkzeugteil an. Die mit der an dem Borstenbündel herablaufenden Schmelze in direkten Kontakt kommenden äußeren Borstenfilamente werden von dem Formwerkzeugteil gekühtt. Hierdurch wird einen Erwärmung der die Verdickung überragenden Filamente auf eine kritische Temperatur, bei der eine ther- misch verursachte Schwächung zu befürchten ist, vermieden. Es hat sich gezeigt, daß eine derartige kritische Temperatur insbesondere bei gereckten Filamenten aus Polya- mid im wesentlichen gleich der Schmelztemperatur ist.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird die die Verdickung bildende Schmelze gegen das Formwerkzeugteil angelegt. Im Anschluß dar- an und vor dem Einfüllen der fließfähigen Masse in das Formwerkzeug wird das die Verdickung aufweisende Borstenbündel vorzugsweise axial verschoben, d. h. mit Ab- stand von der Oberfläche des Formwerkzeugteiles und somit der Mündung des Kanales angeordnet, um eine möglichst gute Auszugsfestigkeit zu erzielen.

Im Hinblick auf eine wirtschaftliche Durchführung des Verfahrens ist es zu bevorzugen, das Formwerkzeugteil zur Ausbildung der Verdickung an einer Heißgas abströmenden Blasvorrichtung vorbeizuführen und das Formwerkzeugteil zur Ergänzung des Form- werkzeugs dichtend in dieses einzubauen. Bei dieser Verfahrensführung wird das Form- werkzeugteil und damit die Ausbildung der Verdickung von dem Formwerkzeug entkop- pelt, d. h. der Formfüllzyklus ist unabhängig von der Vorbereitung der Borstenbündel (Einführen der Borstenfilamente in die Kanäle des Formwerkzeugteiles, Ausbilden der Verdickung, gegebenenfalls axiales Verschieben).

Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird das Formwerkzeugteil auf dem Weg zu oder von dem Formwerkzeug gekühlt. Eine derartige Kühlung ist insbesondere in Kombination mit dem Ausbilden der Verdickung ohne Ab- stand zu dem Kanal und/oder dem Ausbilden der Verdickung durch Anlegen der Schmelze gegen das Formwerkzeugteil im Hinblick auf eine möglichst effektive Kühlung der an dem äußeren Umfang des Borstenbündels angeordneten Borstenfilamente zu bevorzugen.

Zur vorrichtungsmäßigen Lösung der obigen Aufgabe wird mit der Erfindung eine gat- tungsbildende Vorrichtung zur Herstellung von Bürsten, insbesondere Zahnbürsten mit einem mehrteiligen Formwerkzeug, einer mit dem Formwerkzeug kommunizierenden Formfülleinrichtung und einer dem die Borstenbündel haltenden Formwerkzeug zugeord- neten Heizeinrichtung derart weitergebildet, daß die Heizeinrichtung zumindest eine auf das Formwerkzeugteil gerichtete Heißgasdüse umfaßt.

Eine derartige Vorrichtung kann hinsichtlich des Wärmeeintrags an den befestigunsseiti- gen Enden der Borstenbündel genau und bei kurzer Reaktionszeit gesteuert werden. Die Nachteile einer von trägen Wärmeleitvorgängen bestimmten Regelungen eines beheiz- ten Messers sind damit behoben.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrere Ausführungsbeispiele. In dieser zeigen : Figuren 1 bis 3 die wesentlichen Schritte eines Ausführungsbeispiels eines erfin- dungsgemäßen Herstellungsverfahrens, Im Hinblick auf eine wirtschaftliche Durchführung des Verfahrens ist es zu bevorzugen, das Formwerkzeugteil zur Ausbildung der Verdickung an einer Heißgas abströmenden Blasvorrichtung vorbeizuführen und das Formwerkzeugteil zur Ergänzung des Form- werkzeugs dichtend in dieses einzubauen. Bei dieser Verfahrensführung wird das Form- werkzeugteil und damit die Ausbildung der Verdickung von dem Formwerkzeug entkop- pelt, d. h. der Formfüllzyklus ist unabhängig von der Vorbereitung der Borstenbündel (Einführen der Borstenfilamente in die Kanäle des Formwerkzeugteiles, Ausbilden der Verdickung, gegebenenfalls axiales Verschieben).

Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird das Formwerkzeugteil auf dem Weg zu oder von dem Formwerkzeug gekühlt. Eine derartige Kühlung ist insbesondere in Kombination mit dem Ausbilden der Verdickung ohne Ab- stand zu dem Kanal und/oder dem Ausbilden der Verdickung durch Anlegen der Schmelze gegen das Formwerkzeugteil im Hinblick auf eine möglichst effektive Kühlung der an dem äußeren Umfang des Borstenbündels angeordneten Borstenfilamente zu bevorzugen.

Zur vorrichtungsmäßigen Lösung der obigen Aufgabe wird mit der Erfindung eine gat- tungsbildende Vorrichtung zur Herstellung von Bürsten, insbesondere Zahnbürsten mit einem mehrteiligen Formwerkzeug, einer mit dem Formwerkzeug kommunizierenden Formfülleinrichtung und einer dem die Borstenbündel haltenden Formwerkzeug zugeord- neten Heizeinrichtung derart weitergebildet, daß die Heizeinrichtung zumindest eine auf das Formwerkzeugteil gerichtete Heißgasdüse umfaßt.

Eine derartige Vorrichtung kann hinsichtlich des Wärmeeintrags an den befestigunsseiti- gen Enden der Borstenbündel genau und bei kurzer Reaktionszeit gesteuert werden. Die Nachteile einer von trägen Wärmeleitvorgängen bestimmten Regelungen eines beheiz- ten Messers sind damit behoben.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrere Ausführungsbeispiele. In dieser zeigen : Figuren 1 bis 3 die wesentlichen Schritte eines Ausführungsbeispiels eines erfin- dungsgemäßen Herstellungsverfahrens, Figur 4 eine schematische Schnittansicht einer ausgebildeten Verdickung, Figur 5 eine photographische Schnittansicht durch eine nach dem erfin- dungsgemäßen Verfahren hergestellte Verdickung, Figur 6 ein DSC-Diagramm für Polyamid-Borstenfilamente, Figur 7 eine rasterelektronenmikroskopische Ansicht einer Verdickung und Figur 8 und 9 ein Ausführungsbeispiel einer Heizeinrichtung.

In den Figuren 1 bis 3 sind beispielhaft die wesentlichen Schritte eines Verfahrens zur Herstellung von Bürsten hier am Beispiel von Zahnbürsten dargestellt. Ein Formwerk- zeugteil, das vorliegend als Lochfeldplatte 2 ausgebildet ist, deren Kanake 4 in einem Lochmuster angeordnet sind, welches der herzustellenden Beborstung entspricht, wird mit Borstenfilamenten 6 bestückt. Die Borstenfilamente 6 werden dabei soweit in den Kanal hineingeschoben, daß sämtliche Borstenfilamente 6 eines Borstenbündels 8 mit ihren befestigungsseitigen Enden mit Abstand zu der Lochfeldplatte 2 angeordnet sind.

Wie in Figur 2 dargestellt, wird durch Aufblasen eines heißen Inertgases G auf die Stirn- seite des durch die Borstenfilamente 6 gebildeten Borstenbündels 8 eine Verdickung 10 ausgebildet. Figur 2 zeigt die noch nicht vollständig ausgebildete Verdickung 10. Wie schematisch angedeutet, trifft das heiße Inertgas G auf die Stirnseite des Borstenbün- dels und schmilzt dort das Material der Borstenfilamente 6 an. Die sich bildende Schmel- ze wird bezogen auf das Borstenbündel 8 radial nach außen und längs der Borstenfila- mente 6 durch das strömende Gas G getrieben. Es bildet sich eine Schmeizfront aus, die sich auf der äußeren Umfangsfläche des Borstenbündels 8 in Richtung auf die Lochfeld- platte 2 zu bewegt. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird die Ausbildung der Ver- dickung dann gestoppt, wenn die Schmelzfront sich gegen die kalte Lochfeldplatte 10 anlegt und dort unmittelbar erstarrt. Danach werden in einem nicht gezeigten Verfah- rensschritt die eine Verdickung 10 aufweisenden Borstenfilamente 6 axial verschoben, so daß die Verdickung 10 jeweils mit Abstand zu der Mündung des Kanales 4 angeord- net wird. Dieser Abstand kann beliebig gewählt werden.

Figur 4 eine schematische Schnittansicht einer ausgebildeten Verdickung, Figur 5 eine photographische Schnittansicht durch eine nach dem erfin- dungsgemäßen Verfahren hergestellte Verdickung, Figur 6 ein DSC-Diagramm für Polyamid-Borstenfilamente, Figur 7 eine rasterelektronenmikroskopische Ansicht einer Verdickung und Figur 8 und 9 ein Ausführungsbeispiel einer Heizeinrichtung.

In den Figuren 1 bis 3 sind beispielhaft die wesentlichen Schritte eines Verfahrens zur Herstellung von Bürsten hier am Beispiel von Zahnbürsten dargestellt. Ein Formwerk- zeugteil, das vorliegend als Lochfeldplatte 2 ausgebildet ist, deren Kanake 4 in einem Lochmuster angeordnet sind, welches der herzustellenden Beborstung entspricht, wird mit Borstenfilamenten 6 bestückt. Die Borstenfilamente 6 werden dabei soweit in den Kanal hineingeschoben, daß sämtliche Borstenfilamente 6 eines Borstenbündels 8 mit ihren befestigungsseitigen Enden mit Abstand zu der Lochfeldplatte 2 angeordnet sind.

Wie in Figur 2 dargestellt, wird durch Aufblasen eines heißen Inertgases G auf die Stirn- seite des durch die Borstenfilamente 6 gebildeten Borstenbündels 8 eine Verdickung 10 ausgebildet. Figur 2 zeigt die noch nicht vollständig ausgebildete Verdickung 10. Wie schematisch angedeutet, trifft das heiße Inertgas G auf die Stirnseite des Borstenbün- dels und schmilzt dort das Material der Borstenfilamente 6 an. Die sich bildende Schmel- ze wird bezogen auf das Borstenbündel 8 radial nach außen und längs der Borstenfila- mente 6 durch das strömende Gas G getrieben. Es bildet sich eine Schmeizfront aus, die sich auf der äußeren Umfangsfläche des Borstenbündels 8 in Richtung auf die Lochfeld- platte 2 zu bewegt. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird die Ausbildung der Ver- dickung dann gestoppt, wenn die Schmelzfront sich gegen die kalte Lochfeldplatte 10 anlegt und dort unmittelbar erstarrt. Danach werden in einem nicht gezeigten Verfah- rensschritt die eine Verdickung 10 aufweisenden Borstenfilamente 6 axial verschoben, so daß die Verdickung 10 jeweils mit Abstand zu der Mündung des Kanales 4 angeord- net wird. Dieser Abstand kann beliebig gewählt werden.

Danach wird die Lochfeldplatte 2 zur Komplettierung eines Formwerkzeuges 12, welches in Figur 3 dargestellt ist, in dieses. Durch eine mit dem Formwerkzeug kommunizierende Formfülleinrichtung, die eingebaut vorliegend durch eine Spritzgießmaschine gebildet ist, wird Schmeize S in das Formnest des Werkzeuges 2,12 eingespritzt. Die thermoplasti- sche Masse erstarrt zu einem Bürstenkörper, in dem die Verdickung 10 mit Abstand zu der von den Bostenbündeln 8 durchragten Oberfläche des Bürstenkörpers angeordnet ist.

In Figur 4 ist eine schematische Schnittansicht einer nach dem Verfahren hergestellten Verdickung nach Beendigung des in Figur 2 gezeigten Verfahrensschrittes dargestellt.

Wie ersichtlich, hat sich die Schmeizefront der Verdickung 10 gegen die Lochfeldplatte 2 angelegt. Dementsprechend weist die Verdickung eine von den Borstenfilamenten 6 durchragte Ringfläche 10b auf, die parallel zu der den Kanal 4 begrenzenden Oberfläche 2a der Lochfeldplatte 2 verläuft. Die Verdickung 10 umschließt die Borstenfilamente 6 derart, daß die befestigungsseitigen Enden der Borstenfilamente 4 weiterhin mit Abstand zu der Öffnung des Kanales 4 angeordnet sind. An den befestigungsseitigen Enden der Borstenfilamente 6 ist eine sichelförmige Zone Z eingezeichnet. Diese Zone Z umfaßt den Längenbereich der Borstenfilamente 6, der aufgrund der thermischen Beanspru- chung beim Anschmelzen der Verdickung 10 eine Schwächung erfährt. In diesem Be- reich sind die Molekülketten nicht mehr in Längsrichtung der Filamente 6 orientiert.

In Figur 5 ist eine photographische Schnittansicht einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Verdickung gezeigt. Diese Schnittansicht faßt die Zone Z, die den thermisch geschwächten Längenbereich der Borstenfilamente umfaßt, deutlich er- kennen. Wie bereits vorstehend unter Bezugnahme auf Figur 4 dargelegt worden ist, hat die Zone Z eine sichelförmige Form, d. h. diejenigen Borstenfilamente mit dem längsten thermisch geschwächten Längenbereich sind mittig in dem Borstenbündel angeordnet, wohingegen diejenigen Borstenbündel mit dem kürzesten Längenbereich thermischer Schwächung an der Umfangsfläche des Borstenbündels liegen. Die Zone Z ist konvex geformt und unterscheidet sich somit von einer konkav geformten, den thermisch ge- schwächten Längenbereich der Borstenfilamente eines Bündels umfassenden Zone, wie er sich bei der konventionellen Ausbildung der Verdickung mittels einer heißen Platte einstellt. Die heiße Platte wird entweder berührend gegen die befestigungsseitigen En- den der Filamente gelegt, oder aber mit Abstand zu diesen gehalten. Aufgrund der Kon- takt-oder Strahlungswärme wird das befestigungsseitige Ende angeschmolzen. Die auf der Umfangsfläche des Borstenbündeis angeordneten Filamente werden von der Umge- bungsluft stärker gekühlt, als die im Kern des Bündels liegenden Filamente. Demnach stellt sich in der Mitte des Borstenbündels eine höhere Temperatur als an der Umfangs- fläche des Bündels ein, was zu der Ausbildung einer konkav geformten Zone Z führt.

Wie sich anhand von DSC-Untersuchungen nach ISO 3146, von denen ein typisches Versuchsergebnis in Figur 6 gezeigt ist, nachweisen läßt, erfahren die an der äußeren Umfangsftäche des Borstenbündels angeordneten Borstenfilamente im Bereich der er- starrenden Schmeizefront der Verdickung keine Schwächung durch thermisch induzierte Reorientierung der Moleküle. Eine thermische Reorientierung bei einer Temperatur un- terhalb der Schmeizetemperatur würde sich in einem DSC-Diagramm aufgrund der Rei- bung der Molekülketten gegeneinander bei einer Veränderung ihrer Lage als exothermer Ausschlag zeigen. Genau unterhalb der Schmeizetemperatur kann jedoch bei dem DSC- Diagramm gemäß Figur 6 kein exothermer Ausschlag festgestellt werden. Tatsächlich zeigt das Diagramm lediglich einen endothermen Ausschlag. Dieser markiert das Auf- schmelzen der Filamente bei ca. 200°C. Die sich etwa mit Schmeizetemperatur über die äußere Umfangsfläche des Borstenbündels schiebende Schmeizefront kann kurz vor ihrer Erstarrung die auf der Umfangsfläche angeordneten Filamente nicht anschmelzen.

Demnach befinden sich-wie nachfolgend unter Bezugnahme auf Figur 7 ausführlicher erläutert wird-unterhalb der Schmelzfront, d. h. radial innerhalb der Verdickung, Bor- stenfilamente die nicht angeschmolzen sind und deren Molekülketten keine thermische Reorientierung aufweisen.

Das Formen der Verdickung gegen das Werkzeugteil, hier die Lochfeldplatte, derart, daß die Schmeizefront unmittelbar vor der Lochfeldplatte zur Erstarrung gelangt oder aber die Lochfeldplatte nur ein wenig berührt, ist insofern zu bevorzugen, da die gekühlte Loch- feldplatte insbesondere die an der Umfangsfläche des Borstenbündels angeordneten Filamente kühit. Diese äußeren Borstenfilamente stehen in direktem Kontakt mit der Lochfeldplatte. Aufgrund der kalten Lochfeldplatte kann somit einerseits ein definiertes Erstarren der vorrückenden Schmeizefront erzielt werden. Die von der Lochfeldplatte abgegebene Kältestrahlung führt zum Einfrieren der Fließfront. Zum anderen verhindert die verhältnismäßig kalte Lochfeldplatte ein Aufschmeizen der Borstenbündel in radialer Richtung unmittelbar unterhalb der erstarrenden Schmeizefront. Dieser beschriebene kombinatorische Effekt täßt sich nur dann erzielen, wenn die Verdickung gegen die Lochfeldplatte geformt wird und die vorrückende Schmeizefront im wesentlichen ohne Abstand zu dem Formwerkzeugteil, hier der Lochfeldplatte, erstarrt.

In Figur 7 ist eine rasterelektronenmikroskopische Ansicht eines isolierten Borstenbün- dels mit einer Verdickung gezeigt, die durch Beaufschlagen mit Heißgas ausgebildet worden ist. Im Gegensatz zu den in den Figuren 1 bis 4 dargestellten Verfahren hat die sich bildende Schmelze der Verdickung keinen direkten Kontakt mit dem Formwerkzeug- teil gehabt. Vielmehr ist die Verdickung zwar ohne Abstand zu dem Kanal ausgebildet worden, ohne jedoch das Formwerkzeugteil direkt zu berühren. Bei einer derartigen Verfahrensführung werden die Parameter der Heißgasbeaufschlagung derart eingestellt, daß die auf das Formwerkzeugteil vorrückende Schmeizefront aufgrund der von dem Formwerkzeugteil abgegebenen Kältestrahlung im wesentlichen ohne Abstand zu dem Formwerkzeugteil erstarrt. Als im wesentlichen ohne Abstand zu dem Formwerkzeugteil wird noch ein Abstand bis zu 300 um angesehen.

Wie in Figur 7 deutlich zu erkennen, zeichnet sich die mittels Heißgasbeaufschlagung hergestellte Verdickung durch eine sphärische Oberfläche aus. Da die Verdickung berüh- rungsfrei hergestellt wird, d. h. kein heißer Gegenstand gegen die Verdickung zu deren Ausbildung angelegt wird, ist die Oberfläche der Verdickung störungsfrei, weist also kei- ne Absätze, Kanten oder dgl. auf. Die sphärische, störungsfreie Oberfläche der Verdik- kung bewirkt eine bevorzugte Einbettung der Verdickung in den Bürstenkörper, da die bei einem Spritzgußverfahren unter Druck erstarrende fließfähige Masse in einem hy- drostatischen Spannungszustand an die Verdickung angelegt wird. Hierdurch wird der Zusammenhalt der in dem Borstenbündel zusammengefaßten Borstenfilamente verbes- sert und ein blumenstraußartiges Auseinanderfächern der Borstenfilamente eines Bor- stenbundels, wie es aus dem Stand der Technik beispielsweise bei der Anordnung einer Verdickung ohne Abstand der Oberfläche des Bürstenkörpers bekannt ist, vermieden.

In Figur 7 ist weiterhin deutlich zu erkennen, daß die Verdickung zu den nutzungsseiti- gen Enden der Borstenfiiamente Lippen 10a aufweist, die sich teilweise über die äußere Umfangsfläche derjenigen Borstenfilamte erstrecken, die auf der äußeren Umfangsfläche des Borstenbündels angeordnet sind. Diese zu der Verdickung gehörigen Lippen 10a decken mitunter noch eine gewisse Teillänge des thermisch geschwächten Bereiches ab. Die Lippen überziehen die äußere Umfangsfläche der jeweiligen Filamente jedoch mit einer Temperatur, die sehr dicht an der Schmelztemperatur der Borstenfilamte liegt.

Wie vorstehend unter Bezug auf Fig. 6 dargelegt worden ist, konnte nachgewiesen wer- den, daß die Wärmebeeinflussung durch die Lippen keine thermische Schädigung der Borstenfilamente bewirkt. So zeigt sich unmittelbar im Anschluß an die Lippen bei den äußeren Borstenfilamenten kein thermisch geschwächter Längenbereich (vgl. Fig. 5).

In den Figuren 8 und 9 sind die wesentlichen Bestandteile eines Ausführungsbeispiels einer Heizeinrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Seitenansicht (Fig. 8) und einer Draufsicht (Fig. 9) gezeigt. Die Heizeinrichtung besteht im wesentlichen aus einer Baueinheit 12, die einen Heizlüfter 14 sowie mehrere nebeneinander angeordnete Heißgasdüsen 16, die mit dem Heizlufter 14 kommunizieren, umfaßt. Die Baueinheit 12 ist entlang von sich vertikal erstreckenden Führungen 18 verfahrbar und über eine Spin- del 20, die über einen Antriebsmotor 22 angetrieben ist, in Höhenrichtung verstellbar.

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Heizeinrichtung Bestandteil einer Vorbe- reitungsstrecke mit auf einer Kreisbahn umlaufenden Halterung (nicht dargestellt) für Werkzeugteile, von denen lediglich ein Formwerkzeugteil, welches vorliegend durch eine Lochfeldplatte 24 gebildet ist, in den Figuren 6 und 7 dargestellt ist. Die Lochfeldplatte 24 ist bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel zur Komplettierung eines Mehrfachformwerk- zeuges mit vier identischen, mit einer einzigen Formfülleinrichtung kommunizierenden Formnestern ausgebildet. Das Formwerkzeug kann außerdem als Werkzeug für den Mehrkomponenten-Spritzguß ausgebildet sein und mehrere Gruppen von voneinander abweichenden Formnestern aufweisen, wobei die in den Formnestern der ersten Gruppe hergestellten Bauteile vorzugsweise durch Rotation zusammen mit der entsprechenden Lochfeldplatte 24 jeweils in die Formnester der zweiten Gruppe eingesetzt werden, die ein gegenüber den Formnestern der ersten Gruppe größeres Volumen haben. In den Formnestern der zweiten Gruppe werden die Bauteile dann vorzugsweise mit einer zweiten Komponente, insbesondere einer weichelastischen Kunststoffkomponente um- spritzt, um Griffftächen oder elastische Funktionselemente an der Bürste auszubilden.

Auch bei der zweiten Gruppe der Formnester bewirkt die Lochfeldplatte 24 eine Abdich- tung eines Mehrfachspritzgießwerkzeuges.

Wie in Figur 9 zu erkennen, weist die Lochfeldplatte 24 vier nebeneinander angeordnete Lochfelder 24 a-d auf. Jedem Lochfeld 24 a-d ist eine Heißgasdüse 16 a-d zugeordnet, deren sich in Umlaufrichtung U der Lochfeldplatte 24 erstreckenden Düsenschlitze 26 die gesamte Breite eines Lochfeldes 24 a, b, c, d überdecken.

Zum Ausbilden der Verdickung wird im vorliegenden Fall durch eine Einlaßöffnung 28 kalte Luft in den Heiztüfter 14 eingeleitet und über Strömungskanäle zu den Dusenschlit- zen 26 der Heißgasdüsen 16 gefördert. Durch eine entsprechende Steuerung kann zur Verringerung der benötigten Energie die Erwärmung der Luft lediglich dann erfolgen, wenn eine mit Borstenfilamenten bestückte Lochfeldplatte 24 zu der Heizeinrichtung ge- mäß den Figuren 8 und 9 gelangt ist und die Lochfelder 24 a-d unterhalb der entspre- chenden Düsen 16 a-d angeordnet sind. Die vertikal verfahrbare Baueinheit wird ausge- hend dann von der in Figur 9 dargestellten Stellung abgesenkt. Die Düsenschlitze 26 überstreichen jeweils die entsprechenden Lochfelder 24 a-d. Bei sich in Absenkrichtung veränderndem Durchmesser der Borstenbündel wird die Absenkgeschwindigkeit für die Baueinheit 12 derart angepaßt, daß die Düsen 16 mit geringerer Geschwindigkeit an Borstenbündeln mit größerem Durchmesser vorbeigeführt werden, als an Borstenbün- deln mit kleinerem Durchmesser. Dementsprechend wird bei einer Lochfeldplatte mit Kanälen unterschiedlicher Durchmesser die Heißgasdüse nicht mit einer kontinuierlichen Geschwindigkeit quer zur Umlaufrichtung U abgesenkt, sondern mit einer an den jeweili- gen Kanaldurchmesser individuell angepaßten Geschwindigkeit.

Nach vollständigem Überstreichen der Lochfelder 24 a-d durch die Heißgasdüsen 16 a-d sind an sämtlichen Borstenbündeln Verdickungen ausgebildet worden, wie dies vorste- hend unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 4 ausführlicher erläutert worden ist. Nach Abschalten des Heizlüfters 14 können dann die Düsen 16 in ihre in Figur 9 dargestellte Ausgangslage zurückgefahren und eine weitere, mit Borstenfilamenten besetzte Loch- feldplatte 24 der Heizeinrichtung durch Verfahren der Halterungen in Umlaufrichtung U zugeführt werden. Die Lochfeldplatte 24 mit den die Verdickung aufweisenden Borsten- bündeln wird an einer späteren Station aus der Halterung der Vorbereitungsstrecke ent- nommen und zur Komplettierung eines Mehrfachwerkzeuges (nicht dargestellt) in dieses eingesetzt.

Zur Verringerung der Zykluszeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Anschmeizvorgän- gen kann es zu bevorzugen sein, als Ausgangslage für das Anschmelzen der in der nächsten Lochfeldplatte 24 enthaltenen Borstenfilamente die Endlage der vorherigen Bearbeitung zu wählen. Bei einer derartigen Verfahrensführung erfolgt die Bewegung der Baueinheit 12 ausschließlich im Rahmen eines Anschmeizvorgangs an einer Lochfeld- platte 24.