Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Befestigung von Borstenbüscheln an durch Spritzgießen aus Kunststoff hergestellten Trägerplättchen, die eine Vorderfläche und eine von der Vorderfläche abgewandte Rückfläche aufweisen, bei dem die Borstenbüschel in zwischen der Vorderfläche und der Rückfläche durchgehende Löcher eingesetzt und an ihren auf der Rückfläche aus den Löchern herausragenden Enden verschmolzen werden. Ferner betrifft die Erfindung eine durch Anwendung des Verfahrens herstellbare Bürste.
Aus DE 20006311 U ist es bekannt, zur Herstellung von Zahnbürsten Borstenbüschel an einem Trägerplättchen zu befestigen und dieses dann mit dem Bürstenkörper zu verschweißen. Bei diesen Bürsten sind die Borstenbüschel senkrecht im Bürstenkopf verankert.
Sollen Borstenbüschel schräg statt senkrecht im Bürstenkopf angeordnet werden, so geht man davon aus, daß die Löcher in den Trägerplättchen entsprechend schräg auszubilden sind. Die Trägerplättchen werden durch Spritzgießen von Kunststoff hergestellt. Zum Ausbilden der Löcher in den Trägerplättchen hat das Spritzgießwerkzeug entsprechende Stifte, die die Kavität durchqueren. Für schräge Löcher müssen die Stifte schieberbetätigt sein, damit die Trägerplättchen entformt werden können. Wegen der großen Anzahl von Borstenbüscheln einer Bürste müssen entsprechend viele schieberbetätigte Stifte im Werkzeug vorgesehen werden. Der Aufwand zur Herstellung eines solchen Werkzeugs ist extrem hoch. Dennoch sind bestimmte Schrägstellungen und Lochabstände nicht möglich, denn die Bahnen der schieberbetätigten Stifte dürfen nicht interferieren.
Durch die Erfindung wird ein Verfahren zur Befestigung von Borstenbüscheln an durch Spritzgießen aus Kunststoff hergestellten Trägerplättchen bereitgestellt, das bei einfacher Ausbildung des Spritzgießwerkzeugs nahezu beliebige Schrägstellungen und Abstände der Löcher zur Aufnahme von Borstenbüscheln erlaubt. Gemäß der Erfindung werden zum Einsetzen von Borstenbüscheln in einer von der Senkrechten auf die Vorderfläche abweichenden Schrägstellung vorgesehene Löcher der Trägerplättchen mit einem mindestens entsprechend der Schrägstellung der Borstenbüschel schräg geneigten Innenwandbereich und einem diesem gegenüberliegenden Innenwandbereich geformt, und dieser dem schräg geneigten Innenwandbereich gegenüberliegende Innenwandbereich weist keine Neigung in derselben Richtung auf. Die den schräg geneigten Innenwandbereichen der Löcher gegenüberliegenden Innenwandbereiche lassen somit das Ausstoßen der Trägerplättchen aus dem geöffneten Werkzeug auch ohne Verwendung von schieberbetätigten Stiften zu. Bei der bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens sind diese Innenwandbereiche senkrecht zur Vorderfläche des Trägerplättchens. Der Neigungswinkel des schräg geneigten Innenwandbereichs muß nicht identisch mit dem Neigungswinkel der Borstenbüschel sein; er kann insbesondere etwas größer sein. Auftretende Lücken zwischen den Innenwänden der Löcher und den Borstenbüscheln werden ohnehin weitgehend mit geschmolzenem Borstenmaterial ausgefüllt.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sind Schrägstellungen der Borstenbüschel in einem Winkelbereich von 10 bis 40° problemlos realisierbar. Vorteilhaft ist ein Winkel von etwa 15° zur Senkrechten auf die Vorderfläche.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen. In den Zeichnungen zeigen:
Im Kopfbereich des in Figur 1 gezeigten Zahnbürstenkörpers 10 ist eine Ausnehmung 12 gebildet. In dieser Ausnehmung 12 ist ein Trägerplättchen 14 passend eingesetzt. Das Trägerplättchen 14 hat eine Anzahl von Löchern 16, die zwischen der ebenen Vorderfläche 18 und der von dieser abgewandten Rückfläche 20 durchgehend ausgebildet sind. Der Bürstenkörper 10 und das Trägerplättchen 14 bestehen vorzugsweise aus einem Kunststoff wie Polypropylen. Beide werden durch Spritzgießen hergestellt.
Bei der in Figur 1 gezeigten Ausführung der Zahnbürste sind Borstenbüschel 22 senkrecht zur Vorderfläche 18 des Trägerplättchens 14 in die Löcher 16 eingesetzt. Auf der Seite der Rückfläche 20 sind die dort überstehenden Enden der Borstenbüschel 22 verschmolzen, wodurch die Borstenbüschel an den Trägerplättchen 14 verankert sind.
Unter Bezugnahme auf die Figuren 2 bis 4 wird nun das erfindungsgemäße Verfahren erläutert, mit dem Borstenbüschel in Schrägstellung, d.h. unter einem von der Senkrechten auf die Vorderfläche des Trägerplättchens 14 abweichenden Winkel, an dem Trägerplättchen befestigt werden können.
In Figur 2 ist ein Trägerplättchen 14 flach auf eine Führungsplatte 24 aufgesetzt. Die Führungsplatte 24 hat Führungskanäle 26, die mit den Löchern 16 des Trägerplättchens 14 fluchten. Ein mittlerer Führungskanal 26 ist senkrecht zur Vorderfläche 18 des Trägerplättchens 14. Beiderseits dieses mittleren Führungskanals sind zwei schräg geneigte Führungskanäle vorgesehen. Die Führungskanäle auf der einen Seite des mittleren Führungskanals haben entgegengesetzte Neigungsrichtung wie die auf der gegenüberliegenden Seite. In den mittleren Führungskanal sowie in zwei benachbarte Führungskanäle sind in Figur 2 Borstenbüschel 22 so eingesetzt, daß sie auf der Rückfläche 20 des Trägerplättchens 14 ein wenig aus den Löchern 16 herausragen. Zwei der schräg geneigten Führungskanäle 26 sind in Figur 2 zur besseren Darstellung der geometrischen Beschaffenheit des Plättchens 14 ohne Borstenbüschel dargestellt. Nach dem Einbringen der Borstenbüschel 22 in die Löcher 16 der Trägerplättchen 14 wird ein beheizbarer Stempel 30 gegen die aus der Rückfläche 20 herausragenden Enden der Borsten gedrückt, um diese zu verschmelzen, wobei eine zusammenhängende Schicht geschmolzenen Borstenmaterials auf der Rückfläche 20 des Trägerplättchens 14 gebildet wird.
Figur 3 zeigt die geometrische Beschaffenheit der Trägerplättchen 14 im Bereich derjenigen Löcher 16, in denen Borstenbüschel in Schrägstellung verankert werden. Das zwischen der Vorderfläche 18 und der Rückfläche 20 des Trägerplättchens 14 durchgehende Loch 16 hat einen ersten Innenwandbereich 16a, der gegenüber der Senkrechten X-X auf die Vorderfläche 18 einen Neigungswinkel α aufweist, der dem Neigungswinkel des Kanals 26 entspricht, und einen gegenüberliegenden Innenwandabschnitt 16b, der parallel zur Senkrechten X-X auf die Vorderfläche 18 ist. Der Innenwandbereich 16a liegt in der Verlängerung des Führungskanals 26. Hingegen weicht der Innenwandbereich 16b von der Führungsrichtung des Führungskanals 26 ab. Der Innenwandbereich 16b muß nicht genau parallel zur Senkrechten X-X auf die Vorderfläche 18 sein; er darf jedoch nicht in derselben Richtung geneigt sein wie der Innenwandbereich 16a. Auf diese Weise ist gewährleistet, daß die Trägerplättchen 14 zu ihrer Herstellung kein Spritzgießwerkzeug mit schieberbetätigten Stiften zum Abformen der Löcher 16 benötigen.
Wie weiterhin aus Figur 3 ersichtlich ist, sind die Löcher 16 sowohl an dem auf der Vorderfläche 18 mündenden Ende als auch an dem auf der Rückfläche 20 mündenden Ende konisch erweitert.
Wie aus Figur 4 ersichtlich ist, werden die Borstenbüschel 22 durch den Führungskanal 26 parallel zu dem Innenwandbereich 16a eingeführt. Nach dem Andrücken des Heizstempels 30 gegen die an der Rückfläche 20 herausragenden Enden der Borsten ist das geschmolzene Borstenmaterial in die Aufweitung am benachbarten Ende des Lochs 16 eingedrückt. Zwischen dem Innenwandbereich 16b und dem Borstenbüschel 22 kann ein kleiner Hohlraum 34 verbleiben; er kann aber auch durch geschmolzenes Borstenmaterial ausgefüllt werden. In beiden Fällen wird eine sichere Verankerung der Borstenbüschel 22 in Schrägstellung zur Vorderfläche 18 der Trägerplättchen 14 erreicht.