Bei der Herstellung von Borstenwaren wird bis heute das seit langer Zeit ubliche Stanzverfahren angewandt, bei dem die Borstenbündel mittels Ankern in vorbereitete Aufnahmelöcher am Borstenträger eingetrieben und befe- stigt werden. Dabei ist es auch bekannt (GB 278 315), den Borstentrager aus Leichtmetall auszubilden und im Bereich der Locher mittels eines das Borstenbündel umfassenden Hohlstengels zu stauchen, um das Leichtmetall durch Kaltverformen in das Loch zu verdrängen und das Loch um

das Bündel zu schließen. Eine solchermaßen hergestellte Buste entspricht heutigen Anforderungen verständlicher- weise nicht mehr. Die Stanztechnik wird in den letzten Jahren zunehmend durch kunststofftechnologische Verfahren ersetzt, bei denen die Verbindung von Borsten und Bor- stentrager ankerlos und im wesentlichen durch Formschluß- krafte zwischen dem Kunststoffmaterial des Borstentragers und. den Borsten oder aber werkstoffschlüssig erhalten wird.

Bekannt sind rein thermische Verfahren auf Basis der Spritzgießtechnik und Schwei$technik. Im ersten Fall werden die Borsten oder Borstenbündel an ihren Enden angeschmolzen, um einerseits die Borsten miteinander zu verbinden, andererseits durch Reorientierung der Moleku- larstruktur am Borstenende eine Verdickung zu erzeugen.

Diese Verdickung wird dann in einem Spritzgießvorgang mit dem Kunststoffmaterial des Borstenträgers umspritzt (DE 44 15 886, DE 35 11 528, DE 36 42 124, EP 0 142 885).

Beim Verschweißen werden die Oberfläche des Borstentrã- gers und die Borsten an ihren befestigungsseitigen Enden angeschmolzen und zusammengefuhrt, was in der Regel gleiche oder affine Polymermaterialien voraussetzt. Bei einer Variante dieses Verfahrens (US 4 637 660) werden vorgeformte Einsenkungen vergleichsweise geringer Tiefe am Borstenträger aufgeschmolzen und die Schmelze nach außen uber die Borstenträgeroberfläche verdrangt. In diese Einsenkung wird das am befestigungsseitigen Ende aufgeschmolzene Bündel eingeführt und fixiert, bis die tuber die Oberfläche aufgestiegene Schmelze des Borsten- tragers durch molekulare Reorientierung hinter der Ver- dickung wieder zusammenlauft. Im Ergebnis wird ein Form- schluß ahnlich der Spritzgießtechnik erhalten. Bei einem

abgewandelten Verfahren werden die Aufnahmelöcher am Borstenträger thermisch eingeformt und die Lochwandung aufgeschmolzen. Anschließend werden die bereits erstarr- ten Verdickungen an den befestigungsseitigen Enden der Bündel in die Schmelze eingedruckt und die zuvor oder beim Einsetzen der Bundel aufsteigende Schmelze durch Druck hinter die Verdickungen angedruckt. Gleichzeitig wird die Borstenträgeroberfläche randseitig abgedichtet und durch den Druck die Borstenträgeroberfläche egali- siert (US 5 622 411).

Daneben sind Abwandlungen der vorgenannten Verfahren beschrieben. So ist es bekannt, die Aufnahmelöcher am Borstentrager nur im unteren Bereich aufzuschmelzen und die unverformten befestigungsseitigen Enden der Borsten in die Schmelze einzudrücken (DE 36 37 750). Dabei soll die Schmelze zwischen den einzelnen Borsten des Bandes eindringen und bis zur Borstentrageroberflache aufstei- gen. Bei einem anderen Verfahren (US 5 224 763) ist jedes Aufnahmeloch am Borstentrager mit einem dessen Oberfläche uberragenden Kragen versehen. Das Loch verjungt sich konisch zum Lochgrund. Der Kragen und der sich unmittel- bar anschließende Bereich der Lochwand wird soweit er- warmt, daß der Kunststoff erweicht, jedoch nicht schmilzt, Aufnahmeloch und Kragen also ihre Form behal- ten. Anschließend wird das an seinem befestigungsseitigen Ende mit einer Verdickung versehene Borstenbundel einge- setzt, wobei der Querschnitt der Verdickung so bemessen ist, daß diese erst in mittlerer Eintauchtiefe in Kontakt mit der Lochwandung kommt. Anschließend wird die erweich- te Kunststoffmasse des Kragens in das Loch und zusammen mit der erweichten Lochwandung in Richtung auf die Ver- dickung verdrangt. Nach dem Erstarren liegt dann ein Formschluß vor.

Bei einem anderen Verfahren (DE 40 29 610) werden die Bundel mit ihrem befestigungsseitigen Ende in einen Kanal einer Lochplatte eingefuhrt. Sie werden noch innerhalb des Kanals an der freiliegenden Stirnseite aufgeschmolzen und anschließend durch den Kanal durchgeschoben und mit ihren befestigungsseitigen Enden in vorbereitete Aufnah- melöcher am Borstentrager unter Verdrangen der Schmelze an den Borstenenden in Hinterschneidungen der Locher befestigt.

Schließlich ist ein Verfahren bekannt (US 4 988 146) bei dem die Lochwandung und/oder die Verdickung am Bündelende auf eine Temperatur unterhalb der Schmelztemperatur erwarmt und das Bündel anschließend unter Druck in das Aufnahmeloch eingesetzt wird, wobei sich Lochwandung und/oder Verdickung wahrend des Fügens entropieelastisch verformen und sich am Ende des Fügevorgangs zuruckverfor- men, so daß auch hier wieder ein Formschluß für Borstenträger und Borstenbündel bzw. Verdickung erhalten wird.

Alle thermischen Verfahren, bei denen der Borstentrager aufgeschmolzen wird, sind mit dem Nachteil verknüpft, daß vor allem die außeren Borstenmonofile mit erhöhter Tempe- ratur beaufschlagt werden, und zwar vornehmlich in dem für die Auszugsfestigkeit und das Biegeverhalten der Borsten besonders kritischen Bereich der befestigungssei- tigen Enden. Die Borstenmonofile, die in einem kompli- zierten Extrudier-bzw. Spinnverfahren hergestellt wer- den, um ihnen die notwendige Biegefahigkeit einerseits und eine hohe Dauerbiegefestigkeit andererseits zu ver- leihen, sind in ihrer Molekularstruktur extrem stark langsorientiert. Durch erhöhte Temperatur findet eine

molekulare Umstrukturierung statt, die zumindest mit einem Teilverlust der gewunschten Eigenschaften verbunden ist. Es sollten deshalb die Borsten keiner erhöhten Temperatur und-wenn unvermeidbar-einer solchen Tempera- tur nur auf sehr kurze Dauer ausgesetzt werden. Bei den anderen bekannten Verfahren, bei denen nicht im schmelz- flüssigen, sondern nur weichen Zustand gearbeitet wird, sind die negativen Einflüsse auf die Borstenmonofile zwar reduziert, doch ist der gewunschte Formschluß zwischen Borstenträger und Borstenbundel in der Regel unzulanglich und leidet somit die Auszugsfestigkeit der Borsten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fügeverfah- ren zur Herstellung von Borstenwaren vorzuschlagen, das ohne oder allenfalls mit geringem Wärmeeinsatz am Bor- stentrager arbeitet und eine ungünstige thermische Beein- flussung der Borsten weitestgehend ausschließt.

Die Erfindung geht von einem Verfahren aus, bei dem die Befestigung der in die Aufnahmen des Borstenträgers eingeführten Borsten uberwiegend durch Einwirken mechani- scher Kraft auf den Borstentrager an diesem befestigt werden (z. B. US 5 224 763,4 988 146). Ein solches Ver- fahren zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, daß nach dem Einführen der Borsten in die Aufnahmen der Borstentrager an seiner die Aufnahmen aufweisenden Ober- flache mit Druck derart beaufschlagt wird, da$ der Bor- stenträger unter Reduzierung seiner Bauhõhe gestaucht und dabei Masse des Borstenträgers unter Verengung der Auf- nahmen an die befestigungsseitigen Enden der Borsten diese seitlich umschließend verdrängt wird.

Das erfindungsgemaße Verfahren arbeitet zunächst aus- schließlich mit mechanischem Druck, dessen Höhe und

Einwirkungsdauer so gesteuert wird, daß der thermoplasti- sche Kunststoff des Borstenträgers sich elastisch ver- formt, und zwar in die Bereiche, in die er ausweichen kann. Dies sind die Freiräume zwischen Borsten und Loch- wandung. Dabei wird der Kunststoff durch Kaltfluß kombi- niert mit einer durch intermolekulare Reibung verbundenen Erwarmung verformt und der Borstenträger in einem Ausmaß gestaucht, der dem verdrängten Volumen entspricht.

Der Borstentrager kann mit einem uber die Oberfläche variierenden Druck beaufschlagt werden, insbesondere wenn der Borstenbesatz aus Borstenbündeln verschiedenen Quer- schnitts besteht und am Borstentrager Aufnahmen mit entsprechend unterschiedlichem Querschnitt vorhanden sind, so daß bereichsweise unterschiedliche Massen ver- drängt werden mussen. Durch eine hieran angepaßte Steue- rung des Drucks laßt sich eine gleichmaßige Haltekraft an allen Bundeln und zudem eine ebene Oberfläche erzielen.

Diese Druckbeaufschlagung des Borstentragers unter gleichzeitigem Stauchen desselben kann dadurch unter- stützt werden, daß die die Aufnahmen aufweisende Ober- flache des Borstenträgers vor der Druckbeaufschlagung leicht erwärmt wird, wobei einerseits die Temperatur jedenfalls unterhalb der Schmelztemperatur liegen muß, andererseits die Erwärmung nur oberflächennah erfolgt.

Eine solche gezielt niedrige und nur oberflächennahe Erwarmung kann auch im Bereich der Wandung der Aufnahmen vorgesehen sein.

Durch diese oberflächennahe und nur in geringe Tiefe reichende Erwärmung auf eine moderate Temperatur unter- halb der Schmelztemperatur wird das Verdrangen des Kunst- stoffs an die befestigungsseitigen Enden der Borsten

unterstützt, ohne daß die Borsten selbst eine nennenswer- te Temperaturbeaufschlagung erfahren. Zugleich wird aber auch der Borstenträger in dem Bereich zwischen den Auf- nahmen, wo er weiterhin als starrer Körper vorliegt, gestaucht und zur Seite hin, also an die befestigungssei- tigen Enden der Borsten, verdrãngt.

Die oberflächige Erwärmung der Borstenträgerfläche bzw. der Aufnahmen erfolgt vorzugsweise durch ein konturen- gleiches Heizelement und wiederum vorzugsweise beruh- rungslos, so daß die Warmeubertragung ausschließlich durch Strahlungswarme geschieht, wobei die sich am Bor- stentrager einstellende Temperatur durch die Temperatur des Heizelements einerseits, die Einwirkungsdauer und vor allem den Abstand des Heizelementes vom Borstentrager bzw. der Wandung der Aufnahmen sehr genau steuern last.

In praktischen Versuchen hat sich als Vorteil erwiesen, wenn zwischen dem Heizelement und den warmeaufnehmenden Flachen am Borstentrager ein Luftspalt von wenigstens 0,05mm vorhanden ist, der andererseits nicht großer als 0,5mm sein sollte.

Ferner ist von Vorteil, wenn die Aufnahmen im Borstentra- ger einen Querschnitt aufweisen, der 100 bis 125% der Querschnittshüllfläche der aufgenommenen Borsten ent- spricht. Mit anderen Worten : Die Aufnahmen weisen vor- zugsweise ein Ubermaß gegenuber der Hullflache der Bor- sten in deren Querschnittsebene auf, so daß die Borsten beim Einführen die Wandung der Aufnahme gerade oder gar nicht berühren und die für ihre Befestigung notwendigen Umformkräfte ausschließlich auf den Borstenträger einwir- ken.

Weiterhin ist von Vorteil, wenn der Borstenträger mit Aufnahmen versehen wird, deren Tiefe bei Einsetzen einer Mehrzahl von Borsten in eine Aufnahme 50 bis 200% der Querschnittshüllfläche der Mehrzahl von Borsten ent- spricht, so daß die befestigungsseitigen Enden oberflä- chennah verankert werden und die Dicke des Borstentragers entsprechend gering sein kann, was insbesondere bei Zahnbürsten erwunscht ist.

Wird der Borstenträger mit Aufnahmen für Einzelborsten versehen, betragt die Tiefe vorzugsweise 200 bis 500% des Durchmessers der Einzelborste. Um Einzelborsten fest zu verankern, ist es zweckmäßig, sie zumindest am befesti- gungsseitigen Ende aufzurauhen oder zu profilieren.

Die Erwärmung von Kunststoff auf eine gefügeandernde Temperatur, also beispielsweise die Erweichungstempera- tur, ist mit einer Volumenvergrößerung verknhpft. Wird die Wandung der Aufnahmen oberflachennah erwarmt, fuhrt dieser Effekt zu einer Verengung des Lochquerschnitts.

Das konturengleiche Heizelement bzw. der zwischen ihm und der Wandung der Aufnahme im kalten Zustand bestehende Luftspalt werden vorzugsweise so ausgelegt, daß die Aufnahme beim Herausziehen des Heizelementes kalibriert wird, und zwar auf das oben wiedergegebene Maß von 100 bis 125% der Querschnittshüllfläche der aufzunehmenden Borsten.

Das Einführen der Borsten kann in bekannter Weise dadurch erleichtert werden, daß die Aufnahmen am Borstentrager mit einer Einlaufkontur versehen werden.

In weiterhin vorteilhafter Ausführung ist vorgesehen, daß der Druck und die Temperatur so gesteuert werden, daß das

zwischen den Borsten und der Wandung der Aufnahmen vor- handene freie Volumen mit der verdrangten Kunststoffmasse gefüllt wird, ohne daß diese tuber die Oberfläche des Borstenträgers aufsteigt.

Diese Verfahrensführung ist erfindungsgemäß insbesondere dadurch möglich, daß an keiner Stelle des Borstentragers Kunststoffschmelze entsteht und die nur oberflachennah erweichten Bereiche ein sehr geringes Gesamtvolumen aufweisen.

Um ein unkontrolliertes Verformen des Borstentragers nach außerhalb des Borstenbesatzes zu vermeiden, wird der Borstentrager wahrend der Druckbeaufschlagung den gesam- ten Borstenbesatz umgebend abgedichtet, so daß der pla- stifizierte Kunststoff nicht nach außerhalb verdrängt werden kann.

In weiterhin vorteilhafter Ausführung des Verfahrens werden die befestigungsseitigen Enden der Borsten durch Strahlungswärme berührungslos erwärmt. Im Falle von Einzelborsten, die einzeln in Aufnahmen des Borstentra- gers eingesetzt werden, kann durch die Erwärmung eine Verdickung erzeugt werden. Bei Zusammenfassung mehrerer Borsten zu Bündeln beliebiger Querschnittsform werden die befestigungsseitigen Enden der Borsten durch das Erwärmen miteinander verschmolzen. Dabei kann die Erwärmung so geführt werden oder ein Nachformen im geschmolzenen Bereich so erfolgen, daß eine plattenförmige Verbindung am Bündelfuß entsteht, die den Bündelquerschnitt nicht überragt. Gleichermaßen kann aber auch eine, gegebenen- falls plattenförmige, Verbindung mit Überstand über die Querschnittshüllfläche des Bandes erzeugt werden.

Sofern innerhalb eines Borstenbesatzes Bündel mit unter- schiedlicher Querschnittsfläche eingesetzt werden, kann es sich empfehlen, die Erwärmung der befestigungsseitigen Enden mittels Strahlungswärme im Bereich der Bündel mit größerem Querschnitt zusatzlich durch eine Heißgasbeauf- schlagung zu untersthtzen, um samtliche Bündel des Bor- stenbesatzes gleichzeitig und im gleichen Ausma$ an ihren befestigungsseitigen Enden aufzuschmelzen. Dieses Verfah- ren gibt ferner die Moglichkeit, unabhangig von verschie- denen Querschnittsflachen der Bündel Vorsorge dafür zu treffen, daß die aufgeschmolzene Masse nur eine platten- förmige Verbindung ohne Uberstand eingeht oder aber eine den Bündelquerschnitt überragende Verdickung durch mole- kulare Reorientierung entsteht.

In allen Fallen wird die Erwarmung so geführt, daß sich eine Verdickung ausbildet, deren Querschnitt gleich oder wenig großer ist als der kalibrierte Querschnitt der oberflachennah erwarmten Aufnahmen des Borstenträgers.

Zur Durchführung des Verfahrens können im wesentlichen herkömmliche Vorrichtungen mit Halte-und Positionierein- richtungen far die Borsten, Haltern oder Aufnahmen für den Borstentrager, Heizelementen far den Borstentrager und/oder die befestigungsseitigen Enden der Borsten vorgesehen werden. Solche bekannten Vorrichtungen werden an das erfindungsgemäße Verfahren in besonders vorteil- hafter Weise dadurch angepaQt, daß die Borsten in fluch- tenden Führungsbohrungen mehrfach geschichteter donner Platten einer Klemmeinrichtung angeordnet sind und mit ihren befestigungsseitigen Enden eine der außenliegenden Platten uberragen, wobei eine der Platten parallel zu den anderen unter Klemmen der Borsten verschiebbar und fest- setzbar ist. Die Führungsbohrungen sind in einem Raster

angeordnet, das dem Raster der Aufnahmen am Borstenträger entspricht. Die Klemmeinrichtung dient zugleich zur Druckbeaufschlagung des Borstentragers.

Auf diese Weise lassen sich die Borsten als Einzelbor- sten, Borstenbündel oder beliebig geformte Borstenzonen einwandfrei positionieren und fixieren, um sie mit ihren befestigungsseitigen Enden toleranzarm in die vorbereite- ten Aufnahmen des Borstenträgers bis in die gewunschte Tiefe einführen zu können. Ferner können die Borsten an ihren befestigungsseitigen Enden vor dem Einführen in die Aufnahmen erwarmt, gegebenenfalls aufgeschmolzen werden.

Vorzugsweise ist die verschiebbare Platte selbsthemmend festgesetzt, wozu sich insbesondere ein auf einer Schmal- seite der Platte einwirkender Keil anbietet.

Die Klemmeinrichtung ist vorteilhaft dazu geeignet, zugleich zur Druckbeaufschlagung des Borstenträgers zu dienen, so daß im Fertigungsprozeß die Borsten zunächst in die Führungsbohrungen der Klemmeinrichtung eingeführt, mittels der Klemmplatte fixiert, anschließend an ihren überragenden Enden gegebenenfalls erwarmt und daraufhin mit den befestigungsseitigen Enden in die Aufnahmen des Borstenträgers bis in die gewunschte Tiefe eingeführt werden. Danach schließt sich dann unmittelbar die Druck- beaufschlagung des Borstentragers mittels der vorlaufen- den Platte der Klemmeinrichtung an, wobei die Klemmplatte vorher gelöst wird, so da$ sich die Führungsbohrung uber die Borste schieben kann.

Vorzugsweise sind die Führungsbohrungen in einem Lochbild angeordnet, das der Stellung der Borsten bzw. der Bündel an der fertigen Borstenware entspricht, so daß der gesam-

te Borstenbesatz der Borstenware in einem Zug vorgefer- tigt und anschließend befestigt wird.

Die Platten weisen eine Dicke zwischen 0,1 und 1, Omm auf.

Die Führungsbohrungen, insbesondere wenn sie far Einzel- borsten oder Bundel kleinen Durchmessers bestimmt sind, sind vorzugsweise durch Laserstrahlen erzeugt.

Die Klemmeinrichtung kann ferner als Borstenhalter die- nen, um die Borsten an ihren gegenüberliegenden, nut- zungsseitigen Enden zu bearbeiten, insbesondere zu ver- runden. Auch können einzelne Borsten oder der gesamte Borstenbesatz an den nutzungsseitigen Enden mit einer Topographie versehen werden, indem die Borsten nach dem Bearbeiten der Enden und Lösen der Klemmeinrichtung axial gegeneinander verschoben werden, so daß ihre Enden in einer von der Ebene abweichenden Hüllfläche liegen.

Zum Erwarmen der befestigungsseitigen Enden der Borsten des gesamten Borstenbesatzes ist ein ebener Strahlungs- heizkörper vorgesehen, der dann, wenn Bündel verschiede- ner Querschnitte innerhalb des Borstenbesatzes angeordnet sind, im Bereich der Bündel mit größerem Querschnitt zusatzlich einen Kanal zur Durchführung von Heißgas aufweist. Der Strahlungsheizkörper ist vorzugsweise konturengleich der Oberfläche des Borstentragers und der Aufnahmen ausgebildet.

Auf diese Weise ist gewahrleistet, daß alle Bündel unab- hängig von ihrer Querschnittsform gleichzeitig mit aus- reichend Warme beaufschlagt werden, um die befestigungs- seitigen Enden zu verschmelzen und gegebenenfalls mit einer sie zusammenhaltenden Platte oder Verdickung auszu- statten.

Nachstehend ist die Erfindung anhand einiger in der Zeichnung wiedergegebener Ausführungsbeispiele beschrie- ben. In der Zeichnung zeigen : Fig. 1 bis 6 verschiedene Verfahrensstufen bei der Herstellung einer Borstenware mit mehreren Borstenbündeln, teilweise im Schnitt ; Fig. 7 bis 12 die gleichen Verfahrensstufen bei der Herstellung einer Borstenware mit Einzelborsten, teilweise im Schnitt ; Fig. 13 einen vergrößerten Detailschnitt im Bereich zweier benachbarter Bündel ; Fig. 14 bis 17 eine schematische Darstellung ver- schiedener Verfahrensstufen im ver- größerten Detailschnitt ; Fig. 18 und 19 eine schematische Darstellung der beiden letzten Verfahrensstufen bei der Herstellung von Borstenwaren mit Einzelborsten, teilweise im Schnitt ; Fig. 20 eine Draufsicht auf den Borstenbesatz einer Zahnbürste ; Fig. 21 eine Vorrichtung zum Erwärmen der Borstenenden des Borstenbesatzes gemaß Fig. 20 ; Fig. 22 eine Ansicht auf eine Klemmeinrich-

tung ; Fig. 23 einen Schnitt XXIII-XXIII gemäß Fig.

22 ; Fig. 24 einen Schnitt XXIV-XXIV gemäß Fig.

22 und Fig. 25 einen der Fig. 24 entsprechenden Schnitt einer anderen Ausführungsform der Klemmeinrichtung.

Fig. la zeigt einen Halter 1, der in parallelen Führungs- bohrungen 2 je ein Borstenbündel aufnimmt, dessen Borsten 3 mit ihren befestigungsseitigen Enden 4 den Halter 1 überragen. Fig. lb zeigt einen Ausschnitt eines Borsten- trägers 5, der beispielsweise durch Spritzgießen herge- stellt und vorgeformte Aufnahmen 6 für die Borstenbündel 3 aufweist, die als Sacklöcher ausgebildet sind. Fig. la und 1b geben den Ausgangszustand des Verfahrens wieder, wobei der Borstenträger 5 in eine nicht gezeigte orts- feste Aufnahme eingesetzt oder eingelegt ist.

In der nachsten Stufe (Fig. 2a) werden die befestigungs- seitigen Enden 4 der Bündel 3 mittels eines Heizelementes 7, vorzugsweise durch Strahlung, angeschmolzen, so daß sich eine plattenförmige Verdickung 8 bildet, aber die die einzelnen Borsten der Bündel 3 miteinander verbunden sind. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel weist die durch das Anschmelzen erhaltene Platte einen Überstand gegen-

über dem Bündel 3 auf. Bei dem gezeigten Ausführungsbei- spiel werden gleichzeitig mit der Verfahrensstufe gemäß Fig. 2a oder unmittelbar danach die Aufnahmen 6 des Borstentragers 5 und die die Aufnahmen aufweisende Ober- fläche 9 des Borstentragers 5 oberflächennah erwarmt.

Hierzu dient ein Heizelement 10 mit Heizstiften 11. Die der Borstentrager-Oberflache 9 zugekehrte Flache des Heizelementes 10 und die Heizstifte 11 bilden also bezüg- lich der Borstenträger-Oberseite eine konturengleiche Form. Die Heizstifte 11 tauchen bis auf einen Luftspalt von großer 0,05mm in die Aufnahmen 6 ein. Ein etwas großerer Luftspalt wird zwischen der Oberflache 9 des Borstenträgers 5 und der dieser zugekehrten Oberflache des Heizelementes 10 eingehalten.

Beim oberflachennahen Aufwarmen der Borstenträger-Ober- fläche 9 und der Aufnahmen 6 an deren Wandung und Boden wird der Borstentrager 5 aus thermoplastischem Kunststoff bis auf wenige Zehntelmillimeter Tiefe erweicht, ohne den Kunststoff zu schmelzen. Die erweichten Zonen sind mit enger Schraffur (Fig. 3) erkennbar. Da das Erweichen des thermoplastischen Kunststoffs mit einer Volumenvergroße- rung einhergeht, verengt sich der Querschnitt der Aufnah- me 6, so daß der erweichte Kunststoff an den Heizstiften 11 zur Anlage kommt. Beim Herausziehen des Heizelementes 10, bei dem die Heizstifte 11 herausfahren, wird das entstehende Loch12 mit engerem Querschnitt als die Aufnahme 6 kalibriert. Anschließend wird der Halter 1 mit den Borstenbündeln 3 und den vorlaufenden plattenförmigen Verdickungen 8 in Richtung auf den Borstentrager 5 be- wegt, bis die Verdickungen 8 in die Locher 12 eintauchen und aber ein Zwischenstadium gemäß Fig. 4 schließlich ihre Endposition gemäß Fig. 5 erreichen. Der dabei von dem Halter 1 auf die Oberflache 9 des Borstenträgers 5

ausgeübte Druck wird so gesteuert, daß der gesamte Bor- stenträger 5 in Richtung der nicht gezeigten Aufnahme gestaucht wird (hierzu siehe später Fig. 13). Nach Abzie- hen des Halters 1 von den Borstenbündeln 3 kann die fertige Borstenware aus seiner Aufnahme entnommen werden.

Da der Kunststoff nur in einen weichen, nicht jedoch schmelzflussigen Zustand uberführt wird, kühlen die erweichten Bereiche schnell ab und kann die fertige Borstenware 13 kurzfristig entnommen werden. Dadurch ergeben sich in einer automatischen Fertigung hohe Takt- zeiten. Vor allem aber wird die Molekularstruktur der Borsten im Bereich ihrer Einbindung im Borstenträger im Bereich oberhalb der Verdickung 8 bis zur Oberflache des Borstenträgers 5 nicht geschadigt.

Fig. 7 bis 12 zeigen den gleichen Verfahrensablauf bei der Herstellung einer Borstenware mit einzeln stehenden Borsten 14. Ein Halter 1 weist wiederum Führungsbohrungen auf, in die aber jeweils nur einzelne Borsten 14 einge- setzt ist, die mit ihren befestigungsseitigen Enden 15 den Halter 1 uberragen. Der spritzgegossene Borstentrager 16 gemaB Fig. 7b besteht wiederum aus einem thermoplasti- schen Kunststoff und ist mit Aufnahmen in Form von Sack- locher 17 versehen, deren Durchmesser an den Durchmesser der Einzelborste 14 angepaßt ist.

Die befestigungsseitigen Enden 15 der Einzelborsten 14 werden gemaß Fig. 8a mittels eines Heizelementes 7 zu kugelförmigen Verdickungen 18 aufgeschmolzen. In gleicher Weise wird mittels eines flachigen Heizelementes 19 der Borstenträger 16 an seiner Oberflache 20 und im Bereich der Locher 17 oberflächennah erwärmt und erweicht.

Im weiteren Verfahrensablauf (Fig. 9 bis 11) werden die

Einzelborsten 14 mit den vorlaufenden Verdickungen 18 mittels des Halters 1 in die Locher 17 am Borstentrager 16 eingeführt, bis sie schließlich auf dem Lochgrund aufstoßen und der Borstenträger 16 durch Druckbeaufschla- gung mittels des Halters 1 an seiner Oberfläche 20 ge- staucht wird. Fig. 12 zeigt wiederum einen Ausschnitt der fertigen Borstenware 21 bestehend aus dem Borstenträger 16 und solitär angeordneten Einzelborsten 14.

Fig. 13 zeigt in vergrößertem Maßstab den Vorgang des Stauchens des Borstenträgers im Bereich benachbarter Bündel 22, die mit ihrer Verdickung 23 am befestigungs- seitigen Ende bereits in den Löchern eingebettet sind.

Der oberflächennah im Bereich der Oberflache 24 des Borstenträgers 25 und im Bereich des Lochs erweichte Kunststoff ist durch Kreuzschraffur angedeutet. Gegen Ende des Fügevorgangs kommt der Halter 2'6 in Kontakt mit der Oberflache 24 des Borstentragers 25. Durch weitere Druckbeaufschlagung und die an der Aufnahme entstehenden Reaktionskrafte, die mit den Richtungspfeilen angedeutet ist, wird der Borstentrager 25 um das Maß 27 gestaucht.

Dabei wird nicht nur die oberflachennah erweichte Kunst- stoffmasse an das befestigungsseitige Ende der Borsten, insbesondere im Bereich der Verdickung 23 und unmittelbar oberhalb dieser verdrangt, sondern auch die starre Masse zwischen den Locher durch Kaltverformen nach unten und außen verformt, wodurch sich die Druckkrafte in Richtung auf den eingebetteten Bereich der Borstenbündel 22 ver- starken.

Anhand der vergrößerten Darstellungen in Fig. 14 bis 17 wird auf die geometrischen Verhaltnisse an einem Beispiel naher eingegangen. Das am Halter 1 sitzende Bündel 3 weist einen Durchmesser DT auf, der beispielsweise 1,50mm

betragen kann. Die uberstehende Länge LT am befestigungs- seitigen Ende des Bündels 3 kann beispielsweise 1,75 bis 2,25mm betragen.

Beim Anschmelzen der befestigungsseitigen Enden der Borsten des Bündels 3 verkürzt sich deren Länge aufgrund molekularer Reorientierung, so daß die am Halter 1 uber- stehende Länge LF<LT etwa 1,60 bis 2,00mm beträgt. Die beim Anschmelzen entstehende plattenförmige Verdickung 8 weist einen Durchmesser DF auf, der um 0,10 bis 0,40mm größer ist als der Ausgangsdurchmesser DT des Bündels 3.

In Fig. 16 sind die Verhältnisse am Borstenträger 5 gezeigt. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist der Bor- stentrager 5 an seinem Umfang einen den gesamten Borsten- besatz umfassenden niedrigen Rand 28 auf, dessen Hoche TR beispielsweise 0,05 bis 0,03mm betragt. Die Oberflache 29 des Borstenträgers 5 ist also gegenuber dem Rand 28 etwas eingesenkt. Die Tiefe TH der Löcher 6 gegenuber der Borstenträger-Oberflache 29 beträgt etwa 0,10 bis 0,50mm.

Beim Eintauchen der Heizstifte 11 des Heizelementes 10 in die Locher 6 verbleibt gegenuber der Lochwandung und dem Lochgrund ein Luftspalt SH von 0,05 bis 0,50mm. Nach dem Herausziehen des Heizelementes 10 mit den Heizstiften 11 wird die zuvor erweichte und den Querschnitt des Lochs 11 verengende Masse kalibriert und wird anschließend das Bündel 3 mit der vorlaufenden Platte 8 in den Borstentra- ger 5 eingefuhrt. Die gesamte Einbettungslange LB beträgt ca. 1,60 bis 2,00mm, während die Bandagierung der Borsten des Bandes 3 oberhalb der verdickten Platte 8 eine Hoche LS von 0,50 bis 1,50mm aufweist. Bei dem gezeigten Aus- führungsbeispiel weist der Halter 1 in seinem Randbereich eine Stufe 30 auf, die mit dem erhöhten Rand 28 am Bor-

stenträger 5 korrespondiert. Dadurch wird der Raum ober- halb der Borstenträgeroberfläche 29 nach außen abgedich- tet, was die Planierung der Borstenträgeroberfläche 29 beim Stauchen des Borstenträgers 5 begünstigt.

Bei der Herstellung einer Borstenware mit Einzelborsten gemäß Fig. 18 und 19 sitzen die Einzelborsten 14 in einem Halter 1, der aus mehreren parallelen Platten 31,32 und 33 besteht. Die Platten 31 bis 33 weisen fluchtende Führungsbohrungen auf, die jeweils eine Einzelborste 14 aufnehmen. Eine der Platten, beispielsweise die mittlere Platte 32, dient als Klemmplatte, indem sie parallel zu den beiden anderen Platten 31,33 verschiebbar ist. Beim Fügevorgang wird der Halter mit den drei Platten als Druckplatte verwendet, um den Borstenträger 16 am Ende des Fügevorgangs zu stauchen.

Fig. 20 zeigt eine Ansicht auf einen Borstenbesatz einer nur teilweise im Bereich des Kopfs 35 gezeigten Zahnbur- ste 34. Der Borstenbesatz besteht bei diesem Ausfuhrungs- beispiel aus in parallelen Reihen angeordneten runden Bündeln 36 und einem am Ende des Kopfs 35 angeordneten, paketartigen Bündel 37 mit wesentlich größerem Quer- schnitt. Für diese Ausfuhrung ist ein Halter 38 vorgese- hen, der Führungsbohrungen mit unterschiedlichem Quer- schnitt aufweist, namlich solchen für die Bündel 36 und einer einzigen Führungsbohrung für das paketartige Bundel 37. Die Bündel uberragen den Halter 38 mit ihren befesti- gungsseitigen Enden, an denen sie mittels eines Heizele- mentes 39 aufgeschmolzen und zu plattenförmigen Ver- dickungen umgeformt werden. Das Heizelement 39 besteht aus einem Heizblock 40 mit beispielsweise eingesetzten elektrischen Heizkörpern 41, die den Block 40 erwärmen, der seinerseits die Wärme in Form von Strahlungswärme in

Richtung auf die befestigungsseitigen Enden der Bündel 36,37 abgibt. Da am Bündel 37 eine wesentlich größere Kunststoffmasse zu erschmelzen ist, weist das Heizelement 39 im Bereich dieses Bündels zusätzlich einen Kanal 42 auf, durch den Heißluft 43 in Richtung auf die befesti- gungsseitigen Enden des Bündels 37 hindurchgeleitet wird.

Durch diese zusätzliche Wärmeenergie ist gewahrleistet, daß alle Bundel 36 und 37 gleichmaßig in gleicher Zeit erwärmt werden. Dadurch werden insbesondere örtliche Uberhitzungen oder ein unzureichendes Aufschmelzen der befestigungsseitigen Enden der Borsten vermieden.

Fig. 22 bis 24 zeigen eine Ausführungsform eines weiteren Teils der Vorrichtung, nämlich eines Halters in Form einer Klemmeinrichtung 44. Die Klemmeinrichtung weist einen Rahmen 45 auf, in den drei parallele Platten 46,47 und 48 (siehe Fig. 23 und 24) eingelegt sind. Eine der Platten, beim gezeigten Ausfuhrungsbeispiel die Platte 47, ist gegenuber den beiden anderen Platten 46,48 parallel verschiebbar, wie mit dem Pfeil 49 angedeutet.

Die Klemmeinrichtung 44 gemäß Fig. 22 nimmt den Borsten- besatz für insgesamt vier Bürsten auf. Die Platten 46,47 und 48 weisen zu diesem Zweck jeweils ein Lochbild 50 auf, bei dem die einzelnen Locher in ihrem Querschnitt dem Querschnitt der von ihnen aufgenommenen Bündel ent- sprechen. Der verschiebbaren Platte 47 ist ein querbeweg- licher Keil 51 zugeordnet, der selbsthemmend in einer entsprechenden Führung des Rahmens 45 geführt ist. Bei Eintreiben des Keils 51 nach links werden sämtliche Bündel in den Löchern gemäß dem Lochbild 50 geklemmt und fest positioniert, so daß sie axial nicht verrutschen können. Im gekennzeichneten Zustand können die Borsten an ihren nutzungsseitigen Enden bearbeitet, z. B. verrundet, und gegebenenfalls nach Lösen der Klemmeinrichtung 44

axial gegeneinander verschoben werden, um diese Enden in eine nicht-ebene Hüllfläche zu verschieben. Nach erneutem Klemmen werden gegebenenfalls die befestigungsseitigen Enden aufgeschmolzen und miteinander verbunden, um an- schließend die Bündel in die Locher des Borstentragers einzufuhren.

In bevorzugter Ausfuhrung besteht die Klemmeinrichtung 44 aus einer Vielzahl paralleler Platten, wie dies in Fig.

25 gezeigt ist. In diesem Fall sind vier bzw. zwei paral- lele Platten 52 jeweils ortsfest angeordnet, wahrend die beiden dazwischen liegenden Platten 53 mittels des Keils 54 verschiebbar sind. Die Platten weisen eine Dicke von 0,1 bis 1, Omm auf. Durch diese geringe Dicke lassen sich die Führungsbohrungen 55 mit höchster Präzision durch Laserschneiden erzeugen, insbesondere auch Bohrungen mit minimalem Durchmesser, wie dies beispielsweise bei Ein- zelborsten (Fig. 7 bis 12) erforderlich ist.

Die Aufnahmen bzw. Locher 6 am Borstentrager 5 (Fig. 1 bis 6) kõnnen gegenuber der ebenen Oberflache des Bor- stenträgers auchunter einem von 90° verschiedenen Winkel angeordnet sein, wobei die Bündel 3 in gleicher Weise eingesetzt, jedoch entsprechend der Lochachse abgelenkt werden, so die Bundel nach dem Abziehen des Halters schräg zur Oberfläche des Borstenträgers stehen.