Verfahren zum Verbinden von Borstenbündeln mit einem Borstenträger aus Kunststoff und Vorrichtung hierfür

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden von Borstenbündeln mit einem Borstenträger aus Kunststoff, indem die Borsten jedes Bündels an ihren befestigungsseitigen Enden unter Bildung einer Verdickung aufgeschmolzen werden, der Borstenträger an der Borstenaufnahmeseite mit die Verdickungen aufnehmenden Löchern versehen und/oder zumindest in den die Verdickungen aufnehmenden Bereichen aufgeschmolzen wird, die Borstenbündel mit der Verdickung in die Löcher bzw. in die aufgeschmolzenen Bereiche des Borstenträgers unter thermischem Verformen eingedrückt und daraufhin die beim Eindrücken aufsteigende Masse nachgeformt wird.

[0002] Zum Verbinden von Borstenbündeln mit Borstenträgern, die beide aus Kunststoff bestehen, sind eine Reihe von Verfahren bekannt. Im Zusammenhang mit vorliegender Erfindung sind nur diejenigen Verfahren angesprochen, bei denen das Borstenbündel mit einer Verdickung versehen, in vorbereitete Löcher am Borstenträger eingesetzt und mit diesem durch Aufschmelzen oder Warmverformen eines der beiden Fügepartner verbunden wird und die feste Verbindung beim Erstarren der Schmelze bzw. molekularer Reorientierung der warmverformten Bereiche erhalten wird.

[0003] Beim gleichfalls bekannten Verschweißen (z.B. DD-A-221 633), das in der Regel gleichen Kunststoff für Borsten und Borstenträger voraussetzt, werden die Bündel an ihren Enden aufgeschmolzen und durch Zusammenfließen der Schmelze miteinander verbunden. Desgleichen wird der Borstenträger an der Borstenaufnahmeseite lokal begrenzt, nämlich an den Verbindungsstellen, aufgeschmolzen und anschließend Borstenbündel und Borstenträger zusammengeführt. Durch Druck verfließen die Schmelzen miteinander und bilden eine Schweißverbindung. Dabei ist erkannt worden, daß aufgrund der Schmelzvorgänge beim Erstarren eine unregelmäßige Oberfläche am Borstenträger entstehen würde. Aus diesem Grunde wird vorgeschlagen, die aufsteigende Schmelze durch Anformen zu glätten, gegebenenfalls auch eine Vertiefung an der Schweißstelle vorzusehen, in die die aufsteigende Schmelze verdrängt werden kann. Im Ergebnis wird hiermit allenfalls eine partielle Glättung der Oberfläche erreicht. Eine insgesamt glatte und ebene Oberfläche läßt sich deshalb nicht erzielen, weil zur Erzielung einer ausreichenden Schmelztemperatur in den äußeren Bereichen zwangsläufig ein höherer Wärmestau im mittleren Bereich des Borstenträgers auftritt, die Schmelzmasse und die Visikosität der Schmelze also von innen nach außen zunimmt. Bei gleichgerichtetem Nacharbeiten an der Schweißstelle der einzelnen Bündel kann deshalb zwangsläufig nicht über die gesamte Fläche ein gleiches Arbeitsergebnis erreicht werden.

[0004] Beim Verbinden von Borsten und Borstenträgern aus gleichen oder verschiedenen Kunststoffen im schmelzflüssigen Zustand handelt es sich um eine Art thermischen Fügevorgang. Dabei ist es bekannt (EP-A-149 996), die Borstenenden zu einer Verdickung aufzuschmelzen und das Borstenbündel bei noch plastischer Verdickung in vorgeformte Löcher am Borstenträger einzuformen. Dabei soll die plastische Verdickung die mit Hinterschnitten versehenen Löcher ausfüllen. Die durch aufsteigende Schmelze entstehenden Unregelmäßigkeiten an der Oberfläche sollen unter anderem dadurch behoben werden, daß die Löcher zunächst ohne Hinterschnitte ausgebildet sind, die Verdickungen in die Löcher eingebracht und anschließend das umgebende Material an die Verdickungen angeformt wird. Zu diesem Zweck weist der Borstenträger im Bereich der Löcher ringartige Erhöhungen auf, die dann durch Plastifizieren des Borstenträgermaterials angeformt werden. Hier hängt die Ebenheit bzw. Unebenheit der Borstenträgeroberfläche wiederum maßgeblich vom Verhalten der Schmelze in den Löchern ab.

[0005] In Erkenntnis der Nachteile des vorgenannten Verfahrens ist weiterhin vorgeschlagen worden (DE-A-36 37 750) nur die im Borstenträger vorgeformten Löcher im Bereich des Lochgrundes aufzuschmelzen, das Borstenbündel, dessen Enden in diesem Fall nicht miteinander verschmolzen sind, in das Loch und die im Lochgrund befindliche Schmelze einzuführen. Die Schmelze soll dann in dem Loch und zwischen den Borsten aufsteigen, um deren ausreichende Verankerung zu gewährleisten. Dabei soll das Schmelzvolumen mit Bezug auf das im Loch noch vorhandene freie Volumen so gewählt werden, daß die Schmelze nicht nach außerhalb des Borstenträger aufsteigt. Dies ist naturgemäß ein reines Wunschdenken, da ein ausreichend genauer Wärmeübergang von dem Heizelement auf die Wandungen im Bereich des Lochgrundes zur Bildung einer stets gleichbleibenden Schmelzmasse nicht zu verwirklichen ist. Die Borsten werden im wesentlichen nur kraftschlüssig gehalten, so daß eine auszugsfeste Verankerung im Borstenträger nicht gegeben ist.

[0006] Bei dem eingangs genannten Verfahren (DE-A-34 03 341) werden die Borsten innerhalb des Bündels an ihrem befestigungsseitigen Ende miteinander zu einer Verdickung verschmolzen und diese in vorzugsweise erstarrtem Zustand in den wiederum lokal, z.B. in Form von Löchern, aufgeschmolzenen Borstenträger eingedrückt, bis die Schmelze des Borstenträgers hinter der Verdickung aufgrund molekularer Reorientierung wieder zusammenfließt. Auch hierbei läßt sich nicht vermeiden, daß die Schmelze aufsteigt und einen Schmelzwulst bildet, der anschließend durch ein Glätt- bzw. Nachformwerkzeug eingeebnet oder zu einer konkreten Erhöhung umgeformt wird. Auch dieses Verfahren kann aus den oben bereits geschilderten Gründen (DD-A-221 633) nicht vollständig befriedigen.

[0007] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Verfahren dahingehend zu verbessern, daß unter Gewährleistung einer festen Einbindung der Borstenbündel in den Borstenträger eine einwandfreie, ebene Oberfläche am Borstenträger erhalten wird.

[0008] Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Raum oberhalb der Borstenaufnahmeseite und zwischen den Borstenbündeln das von diesen gebildete Borstenfeld ringförmig umgebend gegen den Borstenträger abgedichtet wird, und daß die beim Eindrücken der Borstenbündel aufsteigende Masse unter Anwendung von Druck den abgedichteten Raum ausfüllend verdrängt und verdichtet wird.

[0009] Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der Raum unmittelbar oberhalb des Borstenträgers zwischen den Borstenbündeln einerseits und dem Borstenträger außerhalb des Borstenfeldes andererseits abgedichtet und die zwischen den eingesetzten Borstenbündel aufgestiegene Masse, z.B. die Schmelze bei einem schmelzflüssigen Arbeiten oder die thermoelastisch verdrängte Masse beim Warmverformen, in diesen definierten Raum verdrängt und zugleich verdichtet. Auf diese Weise läßt sich eine über das gesamte Borstenfeld ebene Oberfläche am Borstenträger erzielen und ferner durch das zusätzliche Verdichten der Halt der Borstenbündel im Borstenträger verbessern.

[0010] Um eine gleichmäßig gute Oberflächenqualität unabhängig von der im Einzelfall verdrängten Masse zu erzielen, wird vorzugsweise der Raum randseitig elastisch abgedichtet. Dem gleichen Zweck dient die Maßnahme, daß der die aufsteigende Masse verdrängende und verdichtende Druck elastisch aufgebracht wird.

[0011] Das Abdichten des Borstenfeldes und das Verdrängen der aufsteigenden Masse bei gleichzeitiger Verdichtung kann im unmittelbaren Anschluß an den Fügevorgang erfolgen und dabei die noch vorhandene Plastizität bzw. Thermoelastizität für den Umformvorgang genutzt werden. Zur Egalisierung der Viskosität der Schmelze über der mit Druck beaufschlagten Fläche oder aber für das zumindest partielle, erneute Aufschmelzen bei zeitlicher Verzögerung zwischen dem Fügevorgang und dem Verformungsvorgang ist vorgesehen, daß dem ringförmig abgedichteten Raum Wärme mit einer Temperatur unterhalb der Schmelztemperatur des Kunststoffs der Borsten zugeführt wird, so daß deren Stabilität nicht leidet, andererseits ein einwandfreies Verdrängen und Einebnen der aufsteigenden Schmelze gewährleistet ist.

[0012] In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Borstenträger an der Borstenaufnahmeseite mit einer sich über das gesamte Borstenfeld erstreckenden Vertiefung versehen wird, in die die aufgestiegene Masse bei Aufbringen des Drucks verdrängt wird.

[0013] Die an der Borstenaufnahmeseite vorgesehene, sich über das gesamte Borstenfeld erstreckende Vertiefung, die partiell auch durch Erhöhungen, beispielsweise im Bereich der Borstenbündel unterbrochen sein kann, ist in der Lage, auch eine größere Schmelzmasse aufzunehmen, ohne zu einer Konturveränderung an der Borstenträger-Oberfläche zu führen. Das Ausmaß der Vertiefung (Fläche und Tiefe) kann an den konkreten Anwendungsfall, z.B. Größe bzw. Ausdehnung des bzw. der Schmelztümpel, von der Verdickung bzw. den Borstenbündeln verdrängtes Schmelzevolumen etc., angepaßt werden.

[0014] In einer anderen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, daß der Borstenträger an der Borstenaufnahmeseite mit die Löcher oder einen Teil derselben umgebenden Erhöhungen versehen wird, daß die Erhöhungen zumindest bis zu einer gewissen Tiefe aufgeschmolzen und zusammen mit der aufsteigenden Masse in den außerhalb der Erhöhungen ringförmig abgedichteten Raum verdrängt wird.

[0015] Bei dieser Verfahrensvariante werden an der Borstenaufnahmeseite in Querschnitt und Höhe definierte Überhöhungen vorgesehen, die beim anschließenden Verdichtungsvorgang ganz oder teilweise eingeebnet werden.

[0016] Eine weitere Verfahrensvariante ist dadurch gegeben, daß der Borstenträger mit einzelnen kleinen Vertiefungen neben den die Bündel aufnehmenden Löchern versehen wird, die beim Eindrücken der Borstenbündel und Verdrängen der aufsteigenden Masse als sich verformende Verdrängungsräume dienen.

[0017] Bei dieser Ausführungsform werden durch die zusätzlichen Vertiefungen freie Verdrängungsräume geschaffen, in die die beim Einebnen und Verdichten verdrängte Masse ausweichen kann. Die Vertiefungen können als Löcher mit kleinem Durchmesser ausgebildet sein, die beim thermischen Einformen der Löcher für die Bündel und/oder beim Einebnen der aufsteigenden Schmelze geschlossen und verformt, insbesondere verkleinert werden.

[0018] Zur Minimierung der für das Einbetten notwendigen Schmelzmasse kann weiterhin vorgesehen werden, daß die die Bündel aufnehmenden Löcher im Borstenträger mit einem Profil versehen werden, das beispielsweise aus Stegen, Rippen od. dgl. gebildet wird und das beim Aufschmelzen der Lochwandungen eingeebnet wird.

[0019] Diese Ausführungsform bringt zugleich die Möglichkeit, durch Aufschmelzen des Profils und der oberflächennahen Lochwandung, die Schmelzmasse nicht nur zu minimieren, sondern auch reproduzierbar festzulegen. Die Rippen, Stege sollten dünnwandig ausgebildet sein, so daß sie schon bei geringer Wärmezufuhr schmelzen und kollabieren, ohne daß das umgebende Material des Borstenträgers aufgeschmolzen wird.

[0020] Während die vorgenannten verfahrenstechnischen Maßnahmen einerseits zu einer Minimierung der Schmelzmasse beitragen, andererseits für eine Egalisierung der beim Fügen aufsteigenden Schmelze führen, haben praktische Untersuchungen gezeigt, daß insbesondere für die Größe der aufsteigenden Schmelzmasse und für die Gleichmäßigkeit des in aufeinanderfolgenden Fügevorgängen aufsteigenden Schmelzvolumens nicht nur der Fügevorgang selbst und die thermischen Verhältnisse beim Aufschmelzen wesentlich sind, sondern auch die Art der Zuführung der Borstenbündel zum Borstenträger. Üblicherweise werden die Borstenbündel in Kanälen geführt, die in geschichteten Führungsplatten fluchtend angeordnet sind. Zwischen den Führungsplatten bzw. mittels einer derselben werden die Borstenbündel nach dem Zuführen durch Versetzen der Kanäle gegeneinander festgeklemmt und an den die Führungsplatten überragenden Enden aufgeschmolzen. Die Praxis hat gezeigt, daß trotz gleicher geometrischer Verhältnisse das Ausmaß der aufsteigenden Schmelze unterschiedlich ist. Es hat sich nun gezeigt, daß dieser unerwünschte Effekt sich dadurch beseitigen, zumindest aber in seiner Auswirkung minimieren läßt, wenn jedes Borstenbündel individuell mittels Fluiddruck oder Federkraft geklemmt wird.

[0021] Die Ursache für die Unregelmäßigkeiten in der Schmelzebildung dürften unter anderem darin liegen, daß bei dem bekannten Klemmverfahren, bei der sämtliche Borstenbündel mittels einer einzigen Klemmplatte beaufschlagt werden, unterschiedliche Klemmkräfte an den einzelnen Borstenbündeln gegeben ist mit der Folge, daß einzelne Bündel beim Fügevorgang stärker ausweichen oder zurückweichen können als andere. Die Ursache ist in unterschiedlichen Bündelquerschnitten und unterschiedlicher Borstenpackung innerhalb des Bündels aufgrund von zwangsläufig vorhandenen Durchmessertoleranzen bei den Borstenmonofilen zu vermuten. Mit der erfindungsgemäß vorgesehenen individuellen Klemmung jedes Borstenbündels durch Fluiddruck oder Federkraft ist gewährleistet, daß auf jedes Borstenbündel unabhängig von Querschitt und Borstenpackung eine gleichgroße Klemmkraft zur Wirkung kommt mit der Folge, daß keines der Borstenbündel oder einzelne Borsten innerhalb eines Bündels nach rückwärts ausweichen können. Damit ist der beim Aufschmelzen der Borstenenden vorhandene Borstenüberstand über der Führungsplatte stets gleich und ebenso ist während des Fügevorgangs gewährleistet, daß alle Borstenbündel wegen fehlender Möglichkeit eines Ausweichens mit gleichem Andruck bzw. gleicher Eintauchtiefe in die Schmelze am Borstenträger eingeführt werden. Dadurch wiederum wird die beim Fügevorgang aufsteigende Schmelze einer seits minimiert, andererseits bei aufeinanderfolgenden Fügevorgangen vergleichmäßigt.

[0022] Der vorgenannte negative Effekt läßt sich gemäß einer anderen Verfahrensvariante auch dadurch weitestgehend beheben, daß die Borstenbundel zwischen den auf Abstand angeordneten Führungsplatten unter Wirkung einer in dem Zwischenraum wirkenden plattenparallelen Klemmkraft nach dem Prinzip der Seilreibung geklemmt werden.

[0023] Im Gegensatz zu der üblichen Klemmung zwischen aufeinander liegenden Platten mit unterschiedlichen Reibungsverhältnissen zwischen der Klemmplatte und den Borstenbündeln und den einzelnen Borsten innerhalb eines Bündels läßt sich durch die erfindungsgemäße Auslenkung des Borstenbündels nach dem Prinzip der Seilreibung eine solche Klemmkraft aufbringen, daß die Reibungskräfte zwischen den Borsten eines Bündels ein Ausweichen einzelner Borsten verhindern.

[0024] Zur Durchführung des Verfahrens geht die Erfindung von einer bekannten Vorrichtung (z.B. EP 0 149 996) aus, die eine Aufnahme für den Borstenträger, wenigstens zwei mit Abstand von der Aufnahme und parallel zueinander angeordnete Führungsplatten mit fluchtenden Kanälen zum Zuführen der Borstenbündel, wenigstens eine die Borstenbündel zumindest während des Verbindens mit dem Borstenträger in den Kanälen fixierende Klemmeinrichtung und wenigstens eine die über die Kanäle hinausragenden Borstenenden und den Borstenkörper an der Borstenaufnahmeseite aufschmelzende Heizeinrichtung aufweist.

[0025] Eine solche bekannte Vorrichtung zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, daß die der Aufnahme zugekehrte Führungsplatte oder eine dieser vorgesetzte Formplatte eine das Borstenfeld ringförmig umgebende Dichtzone aufweist, die mit einer entsprechend ringförmigen Dichtzone am Borstenträger oder an dessen Aufnahme beim Zusammenfahren der Führungsplatte bzw. der Formplatte und der Aufnahme zusammenwirkt.

[0026] Bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung wird die Dichtzone beim Zusammenfahren von Borstenträger-Aufnahme und Führungsplatte bzw. Formplatte wirksam und bildet einen das Borstenfeld einschließenden abgeschlossenen Raum oberhalb der Borstenseite, in den beim weiteren Zusammenfahren die während des Fügevorgangs aufgestiegene Schmelze verdrängt wird.

[0027] Für die Ausbildung der Dichtzone gibt es verschiedene Möglichkeiten. So kann vorgesehen sein, daß die ringförmige Dichtzone von einer Nut und einer in diese eingreifenden Rippe gebildet ist, von denen eine an der Führungs- oder Formplatte, die andere am Borstenträger oder an dessen Aufnahme angeordnet ist.

[0028] Stattdessen kann die ringförmige Dichtzone von ineinandergreifenden Stufen an der Führungs- oder Formplatte einerseits und am Borstenträger oder dessen Aufnahme andererseits gebildet sein. Die ringförmige Dichtzone kann auch von einem elastischen Ring gebildet oder der Dichtzone ein solcher elastischer Ring zugeordnet sein.

[0029] Die beiden vorgenannten Ausführungsformen garantieren insbesondere auch bei unterschiedlichem Zustellweg von Formplatte und Borstenträger-Aufnahme einerseits eine einwandfreie Abdichtung, andererseits ein raumfüllendes Verdrängen der Schmelze.

[0030] In einer anderen Ausgestaltung ist vorgesehen, daß in dem zwischen Führungs- oder Formplatte einerseits und dem Borstenträger andererseits abgedichteten Raum eine elastische Materialschicht mit Kanälen für die Borstenbündel angeordnet ist, die auf dem Borstenträger aufliegt und sich bei Aufbringen des Drucks elastisch verformt.

[0031] In der vorgenannten Ausführung kann die Abdichtung selbst wiederum über eine Stufe oder dergleichen erfolgen, während der Umformdruck beim Verdrängen der Schmelze auch bei unterschiedlichem Schmelzvolumen aufgrund der Elastizität der Druckfläche stets gleich bleibt bzw. sich der zur Verfügung stehende Raum automatisch dem Volumen der zu verdrängenden Masse anpaßt.

[0032] Schließlich kann die Führungsplatte oder die Formplatte beheizt sein, um eine gleichbleibende Viskosität im umzuformenden Bereich zu gewährleisten.

[0033] Eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß wenigstens eine der Führungsplatten einen Hohlraum aufweist oder zwischen zwei benachbarten Führungsplatten ein Hohlraum gebildet ist, und daß den Hohlraum durchsetzende Kanäle zur Führung der Borstenbündel vorgesehen sind, deren Wandungen ganz oder teilweise unter Wirkung eines Fluiddrucks im dem Hohlraum gegen die Borstenbündel verformbar sind.

[0034] Mit dieser Ausbildung der Vorrichtung wird für jedes einzelne Borstenbündel eine aufgrund der hydrostatischen Verhältnisse in dem Hohlraum gleichbleibende Klemmkraft zur Wirkung gebracht, die sich so einstellen läßt sich, daß ein Ausweichen des Borstenbündels im Führungskanal oder einzelner Borsten innerhalb des Bündels sicher vermieden wird.

[0035] Die gleiche Wirkung wird bei einer anderen Ausführungsform dadurch erreicht, daß die Wandung jedes Führungskanals eine Aussparung aufweist, in die ein federbelasteter, gegen das Borstenbündel wirkender Klemmkörper eingreift.

[0036] Schließlich kann die Vorrichtung so ausgebildet sein, daß zwei benachbarte Führungsplatten auf Abstand angeordnet sind und zwischen ihnen mit Abstand von beiden eine Klemmplatte mit Bohrungen für die Borstenbündel plattenparallel verschiebbar ist, wobei der Abstand der Klemmplatte von den beiden Führungsplatten und der Verschiebeweg so gewählt sind, daß zwischen den einzelnen Borsten des Bündels der Seilreibungswinkel erreicht wird.

[0037] Bei dieser Ausführungsform werden also die Borstenbündel in den Zwischenraum zwischen den auf Abstand angeordneten Führungsplatten unter Bildung einer Auslenkung verdrängt. Das Ausmaß der Auslenkung wird so gewählt, daß die Bündel bzw. die Borsten eines einzelnen Bündels nicht ausweichen können.

[0038] Schließlich ist es von Vorteil, wenn der Klemmkörper bzw. die Klemmplatte an ihrer auf das Borstenbündel wirkenden Fläche kantenfrei verrundet ist.

[0039] Nachstehend ist die Erfindung anhand einiger in der Zeichnung wiedergegebener Ausführungsbeispiele beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1

eine schematische Ansicht der wesentlichen Teile einer Vorrichtung in verschiedenen Verfahrenstufen a) bis f);

Fig. 2

einen schematischen Schnitt durch eine Bürste in der tatsächlich entstehenden Ausführung;

Fig. 3

einen der Figur 2 entsprechenden Schnitt in idealisierter Ausführung;

Fig. 4

eine Detailansicht der Vorrichtung in verschiedenen Verfahrensstufen a) bis c) mit Abdichtung der Schmelzzone;

Fig. 5

eine gegenüber der Ausführungsform gemäß Figur 4 abgewandelte Ausführungsform;

Fig. 6

eine ähnliche Ansicht einer dritten Ausführungsform;

Fig. 7

eine ähnliche Ansicht einer wiederum abgewandelten Ausführungsform;

Fig. 8

eine schematische Andeutung des Verfahrensablaufs in einer anderen Variante;

Fig. 9

eine schematische Andeutung einer weiteren Verfahrensvariante;

Fig. 10

eine gegenüber der Figur 8 abgewandelte Verfahrensvariante;

Fig. 11

eine schematische Ansicht einer Verfahrensvariante mit zusätzlichen Verdrängungsräumen;

Fig. 12

eine schematische Ansicht einer Verfahrensvariante zur Minimierung der Schmelzmasse;

Fig. 13

eine schematische Ansicht des Verfahrensablaufs in optimierter Kombination zweier Verfahrensvarianten;

Fig. 14

eine schematische Darstellung einer Ausführungsform für die Bündelklemmung;

Fig. 15

eine schematische Ansicht einer anderen Ausführung der Bündelklemmung;

Fig. 16

eine gegenüber Figur 15 abgewandelte Ausführungsform und

Fig. 17

eine wiederum abgewandelte Ausführungsform für die Bündelklemmung.

[0040] Die Vorrichtung gemäß Figur 1 weist eine zweiteilige Aufnahme 1 für einen beispielsweise durch Spritzgießen hergestellten Borstenträger 2 auf, der in der Aufnahme fixiert wird. Mit Abstand von der Aufnahme sind parallel geschichtete Führungsplatten 3, 4 und 5 angeordnet. Zwischen den Führungsplatten 3 und 4 befindet sich eine Klemmplatte 6. Die Führungsplatten 3, 4 und 5 weisen fluchtende Kanäle 7 zum Zuführen der Borstenbündel 8 auf.

[0041] Die Vorrichtung weist weiterhin eine Schneideinrichtung 9 (Figur 1 a) und e)) sowie ein zwischen die Borstenträger-Aufnahme 1 und die Führungsplatten 3, 4 und 5 einfahrbares Heizelement 10 (Figur 1 b) und c)) auf. Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist folgende:
Die Borstenbündel 8 werden - beispielsweise als Endlosstrang - von einer Spule abgewickelt. Der Borstenträger 2 wird in der Aufnahme 1 beispielsweise durch Klemmen fixiert. Die Borstenbündel 8 werden als sogenannte Kurzschnitte oder als Endlosstrang von Spulen in die Kanäle 7 der Führungsplatten 3, 4 und 5, die zunächst unmittelbar aufeinander liegen, eingeführt. Anschließend wird die Führungsplatte 5 bis kurz vor die freien Enden der Borstenbündel 8 gefahren. Sie dient in dieser Position als Schneidfläche für die Schneideinrichtung 9, welche die überstehenden Enden der Borstenbündel 8 auf gleiches Endmaß ablängt.

[0042] Anschließend fährt die Führungsplatte 5 zurück, so daß die Borstenbündel 8 an ihren Enden freigestellt werden. Daraufhin wird das Heizelement 10 zwischen die Borstenenden und den Borstenträger 2 eingefahren. Das Heizelement 10 weist beim gezeigten Ausführungsbeispiel an der der Borstenaufnahmeseite des Borstenträgers 2 zugekehrten Seite beheizte Zapfen 11 und an der gegenüberliegenden Seite einen Heizspiegel 11a auf. Durch entsprechendes Zusammenfahren der Führungsplatten 3 bis 5 und der Aufnahme 1 dringen einerseits die beheizten Zapfen 11 in die Borstenaufnahmeseite des Borstenträgers 2 ein und formen dort Vertiefungen aus, während zugleich die freigestellten Enden der Borstenbündel 8 aufgeschmolzen werden, so daß sich dort Verdickungen 12 ausbilden. Anschließend werden die Führunsplatten 3 bis 5 und die Aufnahme 1 wieder auseinandergefahren, wie aus Figur 1 d) erkennbar, und das Heizelement ausgefahren. Anschließend wird die gesamte Einheit wieder zusammengefahren, wie Figur 1 e) zeigt. Dabei dringen die Borstenbündel 8 mit ihrer Verdickung 12 in die aufgeschmolzenen Vertiefungen 13 am Borstenträger 2 ein. In den in den Figuren 1 b) bis 1 e) genannten Verfahrensstufen ist die Klemmplatte 6 gegenüber den Führungsplatten 3, 4 entsprechend dem Richtungspfeil verschoben worden, so daß die Bündel in den Kanälen 7 festgeklemmt sind.

[0043] Nach dem in Figur 1 e) gezeigten Fügevorgang fließt die Schmelze des Borstenträgers 2 hinter die Verdickungen an den Borstenbündeln 8. Ist eine ausreichende Ausreißfestigkeit nach Erstarren der Schmelze erreicht, wird das Paket der Führungsplatten 3 bis 5 wieder hochgefahren, wie in Figur 1 f) gezeigt. Die untere Führungsplatte 5 läuft in eine vorgegebene Position und es werden anschließend die Borstenbündel mittels der Schneideinrichtung 9 an ihren nutzungsseitigen Enden auf Länge geschnitten.

[0044] Eine nach dem vorgenannten Verfahren hergestellte Bürste ist in Figur 2 schematisch angedeutet. In der Regel entstehen im Bereich der aufgeschmolzenen Partien des Borstenträgers 2 mehr oder weniger bedeutsame Unregelmäßigkeiten. So können sich beispielsweise durch aufsteigende Schmelze Grate 14 oberhalb der Oberfläche des Borstenträgers und im Bereich der Borstenbündel 8 ausbilden. Statt dessen können sich auch im Bereich der Befestigungsstelle der Borstenbündel Krater 15 und zusätzlich im Lochgrund Lunker (rechtes Bündel in Fig. 2) ausbilden und schließlich besteht die Gefahr, daß der Borstenträger 2 an der Borstenaufnahmeseite generell verformt wird, wie dies bei 16 angedeutet ist. Diese Unregelmäßigkeiten sind nicht nur aus optischen, sondern auch aus gebrauchstechnischen und hygienischen Gründen unerwünscht. Eine demgegenüber ideale Ausbildung zeigt Figur 3, die zu erreichen Ziel der Erfindung ist.

[0045] In den Figuren 4 bis 7 ist eine erste verfahrenstechnische Maßnahme zur Behebung der im Zusammenhang mit Figur 2 geschilderten Unregelmäßigkeiten dargestellt. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 ist vor die Führungsplatte 5 oder statt dieser eine Formplatte 17 gesetzt, unterhalb der ein Raum 18 mit einer das Borstenfeld ringförmig umgebenden Dichtzone 19 gebildet ist. Beim Fügevorgang, bei dem die Verdickungen 12 der Borstenbündel 8 in die Vertiefung 13 des Borstenträgers 2 eindringen, fährt die Formplatte 17 mit nach unten, so daß oberhalb der Borstenaufnahmeseite des Borstenträgers 2 der Raum 18 vollständig abgeschlossen wird, indem die Dichtzone 19 mit dem Borstenträger 2 zusammenwirkt. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel wird die Dichtzone von einer Rille 20 in der Formplatte 17 und einer stegartigen Erhöhung 21 an der Borstenaufnahmeseite des Borstenträgers 2 gebildet. Im zusammengefahrenen Zustand, der in Figur 4 b) gezeigt ist, wird der oberhalb der Borstenaufnahmeseite befindliche Raum in der ringförmigen Dichtzone 19 nach außen abgedichtet. Dadurch wird die von der Formplatte verdrängte Schmelze in dem Raum gleichmäßig verteilt und zugleich verdichtet. Figur 1 c) gibt dann das endgültige Verfahrenserzeugnis wieder, bei dem aufgrund des Umformvorgangs an der Borstenaufnahmeseite des Borstenträgers 2 eine flache Vertiefung 22 mit jedoch ebener Oberfläche gebildet ist.

[0046] Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 5 wird die Dichtzone 19 (siehe Figur 5 b)) durch eine Stufe 23 an der Formplatte 17 und die gleichfalls als Stufe 24 wirkende äußere Kontur des Borstenträgers 2 gebildet. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Borstenaufnahmeseite gegenüber der Randkontur des Borstenträgers 2 etwas erhöht. Die Formplatte 17 ist zweiteilig ausgebildet, indem sie aus einem äußeren Rahmenteil 25 und einer demgegenüber getrennt verfahrbaren Platte 26 besteht. Aus der in Figur 5 a) wiedergegebenen Ausgangslage wird die Formplatte 17 nach unten gefahren, bis das Rahmenteil 25 mit seiner Stufe 23 an der Stufe 24 des Borstenträgers abdichtet. Die gegebenenfalls unter einer elastischen Kraft stehende Platte 26 bleibt beim Zusammenfahren zurück und übernimmt das Ausgleichen und Verdichten der Schmelze, die bis an die Dichtstufe verteilt wird. Am fertigen Erzeugnis gemäß Figur 5 c) entsteht an der Borstenaufnahmeseite des Borstenträgers eine niedrige und kaum wahrnehmbare, insbesondere aber nicht nachteilige Stufe 27.

[0047] Beim Ausführungsbeispiel gemäß Figur 6 ist der Borstenträger 2 ähnlich ausgebildet wie beim Ausführungsbeispiel gemäß Figur 5. In Abwandlung von jener ist die Formplatte 17 mit einem elastischen Dichtring 28 versehen, der mit der Aufnahme 1 des Borstenträgers 2 zusammenwirkt. Die Dichtzone 19 wird wiederum durch eine Spaltdichtung, wie bei Figur 5, gebildet. Die elastische Dichtung 28 sorgt beim Zusammenfahren der Aufnahme 1 und der Formplatte 17 für eine ausgleichende Druckverteilung beim Verdrängen der Schmelze an der Borstenaufnahmeseite des Borstenträgers 2. Das hiernach hergestellte Erzeugnis ist in Figur 6 c) erkennbar. Es weist eine absolut glatte Oberfläche an der Borstenaufnahmeseite des Borstenträgers 2 auf.

[0048] Beim Ausführungsbeispiel gemäß Figur 7 wird die Formfläche der Formplatte 17 im wesentlichen von einer elastischen Materialschicht 29 gebildet, die sich beim Zusammenfahren von Aufnahme 1 und Formplatte 17, wie in Figur 7 b) gezeigt, komprimieren läßt. Auch hier wird die Dichtzone 19 wiederum durch Stufen bzw. durch eine Spaltdichtung gebildet. Die elastische Materialschicht 29 sorgt wiederum für eine gleichmäßige Druckverteilung an der Borstenaufnahmeseite des Borstenträgers 2.

[0049] In Figuren 8 bis 10 sind weitere Verfahrensvarianten zur Herstellung einer Bürste in der in Figur 3 idealisierten Form wiedergegeben. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 8 ist der Borstenträger 2 mit einer sich über das gesamte Borstenfeld erstreckenden Vertiefung 30 versehen, in die die Löcher 13 mittels der beheizten Zapfen 11 des Heizelementes 10 eingeformt werden. Die dabei nach oben aufsteigende Schmelze vermindert bereichsweise die Tiefe der Vertiefung 30. Beim anschließenden Egalisieren in einer der Verfahrensvarianten nach den Figuren 4 bis 7 wird die nach oben und zur Seite ausweichende Schmelze in die verbleibenden Senken 31 der Vertiefung 30 verdrängt, so daß wiederum eine glatte Oberfläche an der Borstenaufnahmeseite erhalten wird. Dies ist in Figur 8 c) gezeigt.

[0050] Fig. 9 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem der Borstenträger 2 vorgefertigte Löcher 13' aufweist (Fig. 9a), die lediglich noch an der Lochwandung aufgeschmolzen und dabei in die Löcher 13 (Fig. 9b) umgeformt werden. Dadurch wird die Schmelzmasse minimalisiert und in der bereits beschriebenen Weise egalisiert (Fig. 9c).

[0051] Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 10 ist an der Borstenaufnahmeseite des Borstenträgers 2 wiederum eine sich über das gesamte Borstenfeld erstreckende Vertiefung 30 vorgesehen. Im Unterschied zu der Ausführungsform des Borstenträgers nach Figur 8 weist dieser jedoch vorgeformte Löcher 32 mit einem den Grund der Vertiefung 30 überragenden Bund 33 auf. Nach dem Aufschmelzen der Löcher 32 gemäß Fig. 9 a) und dem Verschmelzen der Borstenenden zu der Verdickung 12 entstehen tiefere Löcher 13 am Borstenträger 2, wobei die geometrisch regelmäßigen Bunde 33 unregelmäßig verformt werden. Die Formplatte 17 weist bei diesem Ausführungsbeispiel im Bereich jedes Kanals 34 eines Borstenbündels 8 eine Vertiefung 35 auf. Beim Zusammenfahren der Borstenaufnahme und der Formplatte 17 wird die Schmelze wiederum in die verbleibenden Senken 31 der Vertiefung 30 verdrängt und verdichtet, wobei das Enderzeugnis gemäß Figur 9 c) im Bereich jedes Borstenbündels 8 gleichmäßig konturierte, bundförmige Erhöhungen 36 aufweist.

[0052] Bei der Ausführung gemäß Figur 11 sind jedem Borstenbündel 8 bzw. dem ihm zugeordneten Loch 13 (Fig. 11 b) neben der über das gesamte Borstenfeld sich erstreckenden Vertiefung 30 kleinere Vertiefungen 30' zugeordnet, die sich tiefer in dem Borstenträger 2 erstrecken als die Bündel im befestigten Zustand. Diese kleinen Vertiefungen 30' werden beim Einformen der Löcher 13 (Fig. 11 b) verschlossen und zugleich verkleinert. Beim anschließenden Einfügen der Borstenbündel und Verdichten der aufsteigenden Schmelze kann weitere plastisch verformbare Masse in die Vertiefungen verdrängt werden (Fig. 11 c).

[0053] Beim Ausführungsbeispiel gemäß Figur 12 wird die Schmelzmasse dadurch minimiert, daß der Borstenträger 2 vorgefertigte Löcher 13' mit nach innen ragenden Rippen 13'' - beim gezeigten Ausführungsbeispiel 4 Stück in diametraler Anordnung - aufweist. Nur diese Rippen und die oberflächennahe Lochwandung werden aufgeschmolzen, so daß, wie Figur 12 b zeigt, beim Aufschmelzen und Einfügen der Bündel 8 nur wenig Schmelzmasse nach oben verdrängt wird. Das anschließende Verdichten kann gegebenenfalls so erfolgen, daß jedes Borstenbündel 8 an der Oberfläche des Borstenträgers von einem schmalen Kragen umgeben ist.

[0054] In Figur 13 ist eine weitere Variante für die Dichtzone 19 gezeigt. Der Borstenträger 2 weist nach dem Aufschmelzen an der Borstenseite 3 und der Bildung der Löcher 13 eine wiederum unregelmäßige Oberfläche durch Aufsteigen der Schmelze des Borstenträgers auf. Die Formplatte 17 ist bei diesem Ausführungsbeispiel mit einem ringförmig das Borstenfeld umfassenden Steg 37 versehen, der beim Zusammenfahren von Aufnahme 1 und Formplatte 17 in den Borstenträger 2 eindringt und so die Dichtzone 19 bildet, wie aus Figur 13 b) erkennbar. Das auf diese Weise hergestellte und in Figur 13 c) gezeigte Erzeugnis weist an der Borstenaufnahmeseite des Borstenträgers 2 eine das Borstenfeld ringförmig umgebende Rille 38 von geringer Tiefe auf, die weder in gebrauchstechnischer, noch hygienischer Hinsicht das Erzeugnis beeinträchtigt.

[0055] In den Figuren 14 bis 17 sind Verfahrensvarianten zum definierten Klemmen der Borstenbündel 8 gezeigt. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 14 sind die Führungsplatten 3, 4 mit den Kanälen 7 zur Führung der Bündel 8 zumindest in den Klemmpositionen in größerem Abstand voneinander angeordnet. Zwischen den Führungsplatten 3, 4 ist - wiederum mit Abstand von beiden - die Klemmplatte 6 querverschieblich, deren Bohrungen 39 stark verrundet sind. Durch Querverfahren der Klemmplatte 6 werden die Borstenbündel 8 zwischen den Führungsplatten 3, 4 stark zur Seite hin ausgelenkt, so daß die Bündel 8 in der geklemmten Position gleichmäßig und reproduzierbar fixiert sind. Auch sind die Reibungsverhältnisse zwischen den einzelnen Borsten eines Bündels derart, daß auch einzelne Borsten beim Fügevorgang nicht ausweichen können.

[0056] Figur 15 zeigt eine abgewandelte Ausführung. Hierbei ist eine Führungsplatte 40 vorgesehen, die einen Hohlraum 41 aufweist, der von Hülsen 42 durchsetzt ist, die ihrerseits die Kanäle für die Borstenbündel 8 bilden. Die Hülsen 42 weisen wenigstens eine Aussparung 43 auf und sind von einem elastischen Schlauch 44 umgeben. Der Hohlraum 41 kann hydraulisch oder pneumatisch mit Druck beaufschlagt werden, so daß der Schlauch in die Aussparung 43 der Hülsen 42 verformt wird, wie dies in Figur 15 b) gezeigt ist. Aufgrund des Fluiddrucks und des in die Aussparung der Hülse 42 eindringenden Schlauchabschnittes 45 wird das Borstenbündel 8 innerhalb der Hülse 42 verklemmt. Dabei ist - unabhängig von Schwankungen des Außendurchmessers des Bündels 8 bzw. der Packung der Borsten - innerhalb des Bündels für jedes Borstenbündel eine gleichbleibende Klemmkraft gewährleistet.

[0057] Die Ausführungsform gemäß Figur 15 läßt sich gemäß Figur 16 auch in rein mechanischer Ausführung ausbilden, indem die Hülse 42 wiederum eine Aussparung 43 aufweist, innerhalb der Führungsplatte jedoch Klemmkörper 46 vorgesehen sind, die beispielsweise mittels Federkraft aus der in Figur 16 a) in die in Figur 16 b) gezeigte Klemmlage bewegbar sind. Statt dessen können natürlich auch diese Klemmkörper 46 bei entsprechender Führung und Abdichtung mittels eines Fluids beaufschlagt werden.

[0058] Beim Ausführungsbeispiel gemäß Figur 17 weist die Führungsplatte 40 wiederum einen Hohlraum 41, wie bei der Ausführungsform gemäß Figur 15, auf. In den Hohlraum 41 ist jedoch statt der Hülsen 43 eine mehrkammerige Membran 47 eingelegt, die entsprechend Kanälen 7 in den Führungsplatten 3, 4 und 5 gemäß den zuvor geschilderten Ausführungsformen Durchgänge 48 aufweist, durch die die Borstenbündel 8 zugeführt werden. Die Membran 47 wird wiederum mittels eines Fluids mit Druck beaufschlagt, so daß sich ihre Wandung im Bereich der Durchgänge 48 auswölbt, wie dies in Figur 17 b) gezeigt ist. Aufgrund der hydrostatischen Druckverhältnisse innerhalb der Membran 47 wirkt auch hier auf jedes Borstenbündel 8 die gleiche Klemmkraft.

Ansprüche

1. Verfahren zum Verbinden von Borstenbündeln mit einem Borstenträger aus Kunststoff, indem die Borsten jedes Bündels an ihren befestigungsseitigen Enden unter Bildung einer Verdickung aufgeschmolzen werden, der Borstenträger an der Borstenaufnahmeseite mit die Verdickungen aufnehmenden Löchern versehen und/oder zumindest in den die Verdickungen aufnehmenden Bereichen aufgeschmolzen wird, die Borstenbündel mit der Verdickung in die Löcher bzw. in die aufgeschmolzenen Bereiche des Borstenträgers unter thermischem Verformen eingedrückt und daraufhin die beim Eindrücken aufsteigende Masse nachgeformt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum oberhalb der Borstenaufnahmeseite und zwischen den Borstenbündeln das von diesen gebildete Borstenfeld ringförmig umgebend gegen den Borstenträger abgedichtet wird, und daß die beim Eindrücken der Borstenbündel aufsteigende Masse unter Anwendung von Druck den abgedichteten Raum ausfüllend verdrängt und verdichtet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum randseitig elastisch abgedichtet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der die aufsteigende Masse verdrängende und verdichtende Druck elastisch aufgebracht wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem ringförmig abgedichteten Raum Wärme mit einer Temperatur unterhalb der Schmelztemperatur der Borsten zugeführt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Borstenträger an der Borstenaufnahmeseite mit einer sich über das gesamte Borstenfeld erstreckenden Vertiefung versehen wird, in die die aufsteigende Masse bei Aufbringen des Drucks verdrängt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Borstenträger an der Borstenaufnahmeseite mit die Löcher oder einen Teil derselben umgebenden Erhöhungen versehen wird, daß die Erhöhungen zumindest bis zu einer gewissen Tiefe aufgeschmolzen und zusammen mit der aufsteigenden Masse in den außerhalb der Erhöhungen ringförmig abgedichteten Raum verdrängt werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Borstenträger mit einzelnen kleinen Vertiefungen neben den die Bündel aufnehmenden Löchern versehen wird, die beim Eindrücken der Borstenbündel und Verdrängen der aufsteigenden Masse als sich verformende Verdrängungsräume dienen.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die die Bündel aufnehmenden Löcher im Borstenträger mit einem Profil versehen werden, das beim oberflächennahen Aufschmelzen der Lochwandungen egalisiert wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher mit das Profil bildenden Stegen, Rippen od. dgl. versehen werden.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Borstenbündel individuell mittels Fluiddruck oder Federkraft geklemmt wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Borstenbündel zwischen den auf Abstand angeordneten Führungsplatten unter Wirkung einer in dem Zwischenraum wirkenden plattenparallelen Klemmkraft nach dem Prinzip der Seilreibung geklemmt werden.

12. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer Aufnahme (1) für den Borstenträger (2), wenigstens zwei mit Abstand von der Aufnahme und parallel zueinander angeordneten Führungsplatten (3, 4, 5) mit fluchtenden Kanälen (7) zum Zuführen der Borstenbündel (8), wenigstens einer die Borstenbündel zumindest während des Verbindens mit dem Borstenträger in den Kanälen fixierenden Klemmeinrichtung und wenigstens einer die über die Kanäle hinausragenden Borstenenden und gegebenenfalls den Borstenträger an der Borstenaufnahmeseite bereichsweise aufschmelzenden Heizeinrichtung (10), dadurch gekennzeichnet, daß die der Aufnahme (1) zugekehrte Führungsplatte (5) oder eine dieser Vorgesetzte Formplatte (17) eine das Borstenfeld ringförmig umgebende Dichtzone (19) aufweist, die mit einer entsprechend ringförmigen Dichtzone am Borstenträger (2) oder an dessen Aufnahme beim Zusammenfahren der Führungsplatte bzw. der Formplatte und der Aufnahme zusammenwirkt.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Dichtzone (19) von einer Nut (20) und einer in diese eingreifenden Rippe (21) gebildet ist, von denen eine an der Führungs- (5) oder Formplatte (17), die andere am Borstenträger (2) oder an dessen Aufnahme (1) angeordnet ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Dichtzone (19) von ineinandergreifenden Stufen (23, 24) an der Führungs- (5) oder Formplatte (17) einerseits und am Borstenträger (2) oder dessen Aufnahme (1) andererseits gebildet ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 12 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Dichtzone (19) von einem elastischen Ring (28) gebildet ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem zwischen Führungs- (5) oder Formplatte (17) einerseits und dem Borstenträger (2) andererseits abgedichteten Raum (18) eine elastische Materialschicht (29) mit Kanälen für die Borstenbündel (8) angeordnet ist, die dem Borstenträger (2) aufliegt und sich bei Aufbringen des Drucks elastisch verformt.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 16 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsplatte (5) oder die Formplatte (17) beheizt ist.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 17 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Führungsplatten (3 bis 5) einen Hohlraum (41) aufweist oder zwischen zwei benachbarten Führungsplatten (3, 4) ein Hohlraum gebildet ist, und daß den Hohlraum durchsetzende Kanäle (42, 44, 48) zur Führung der Borstenbündel (8) vorgesehen sind, deren Wandungen (44) ganz oder teilweise unter Wirkung eines Fluiddrucks in dem Hohlraum (41) gegen die Borstenbündel (8) verformbar sind.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 17 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung jedes Führungskanals (42) eine Aussparung (43) aufweist, in die ein federbelasteter, gegen das Borstenbündel (8) wirkender Klemmkörper (46) eingreift.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 17 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zwei benachbarte Führungsplatten (3, 4) auf Abstand angeordnet sind und zwischen ihnen mit Abstand von beiden eine Klemmplatte (6) mit Bohrungen (39) für die Borstenbündel (8) plattenparallel verschiebbar ist, wobei der Abstand der Klemmplatte (6) von den beiden Führungsplatten und der Verschiebeweg so gewählt sind, daß zwischen den einzelnen Borsten des Bündels (8) der Seilreibungswinkel erreicht wird.

21. Vorrichtung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmkörper (46) bzw. die Klemmplatte (6) an ihrer auf das Borstenbündel (8) wirkenden Fläche kantenfrei verrundet ist.

Claims

1. Method for fixing bristle bundles to a plastic bristle carrier, in that the bristles of each bundle are melted on at their fastening-side ends accompanied by the formation of a thickening, the bristle carrier is provided at the bristle reception side with thickening-receiving holes and/or is melted on at least in the areas receiving the thickenings, the bristle bundles with the thickening being pressed into the holes or into the melted on areas of the bristle carrier accompanied by thermal shaping and then the mass rising during pressing in is reshaped, characterized in that the space above the bristle reception side and between the bristle bundles is sealed against the bristle carrier annularly surrounding the bristle field formed by it, and that the mass rising on pressing in the bristle bundles is displaced and compressed filling the sealed space and accompanied by the application of pressure.

2. Method according to claim 1, characterized in that the space is marginally elastically sealed.

3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the pressure displacing and compressing the rising mass is elastically applied.

4. Method according to one of the claims 1 to 3, characterized in that the annularly sealed space is supplied with heat at a temperature above the melting point of the bristles.

5. Method according to one of the claims 1 to 4, characterized in that the bristle carrier is provided on the bristle reception side with a depression extending over the entire bristle field and into which the rising mass is displaced on applying pressure.

6. Method according to one of the claims 1 to 5, characterized in that the bristle carrier is provided on the bristle reception side with elevations surrounding the holes or a part thereof, that the elevations are melted on at least to a certain depth and together with the rising mass displaced into the annularly sealed space outside the elevations.

7. Method according to one of the claims 1 to 6, characterized in that the bristle carrier is provided with individual, small depressions alongside the holes receiving the bundles and which during the pressing in of the bundles and the displacement of the rising mass serve as shaping displacement spaces.

8. Method according to one of the claims 1 to 7, characterized in that the holes in the bristle carrier receiving the bundles are provided with a profile, which is levelled out during the surface-near melting on of the hole walls.

9. Method according to one of the claims 1 to 8, characterized in that the holes are provided with profile-forming webs, ribs, etc.

10. Method according to one of the claims 1 to 9, characterized in that each bristle bundle is individually clamped by means of fluid pressure or spring tension.

11. Method according to one of the claims 1 to 9, characterized in that the bristle bundles are clamped between the spaced guide plates under the action of a plate-parallel clamping force acting in the intermediate space according to the rope friction principle.

12. Apparatus for performing the method according to claim 1, with a receptacle (1) for the bristle carrier (2), at least two guide plates (3, 4, 5) spaced from the receptacle and parallel to one another and which are provided with aligned channels (7) for supplying the bristle bundles (8), at least one of the bristle bundles at least during the fixing to the bristle carrier in the channel-fixing clamping device and at least one of the bristle ends projecting over the channels and optionally a heating device (10) zonally melting the bristle carrier at the bristle reception side, characterized in that the guide plate (5) facing the receptacle (1) or a platen (17) positioned upstream thereof has a sealing zone (19) annularly surrounding the bristle field and which cooperates with a corresponding annular sealing zone on the bristle carrier (2) or on its receptacle on bringing together the guide plate or platen and the receptacle.

13. Apparatus according to claim 12, characterized in that the annular sealing zone (19) is formed by a groove (20) and a rib (21) engaging therein, whereof one is located on the guide plate (5) or platen (17) and the other on the bristle carrier (2) or on its receptacle (1).

14. Apparatus according to claim 12, characterized in that the annular sealing zone (19) is formed by interengaging steps (23, 24) on the guide plate (5) or platen (17) on the one hand and on the bristle carrier (2) or its receptacle (1) on the other.

15. Apparatus according to claim 12 for performing the method according to claim 2, characterized in that the annular sealing zone (19) is formed by an elastic ring (28).

16. Apparatus according to one of the claims 12 to 15 for performing the method of claim 3, characterized in that in the space (18) sealed between the guide plate (5) or platen (17) on the one hand and the bristle carrier (2) on the other is positioned an elastic material layer (29) with channels for the bristle bundles (8), which bears on the bristle carrier (2) and elastically deforms when pressure is applied.

17. Apparatus according to one of the claims 12 to 16 for performing the method according to claim 4, characterized in that the guide plate (5) or platen (17) is heated.

18. Apparatus according to one of the claims 12 to 17 for performing the method of claim 10, characterized in that at least one of the guide plates (3 to 5) has a cavity (41) or a cavity is formed between two adjacent guide plates (3, 4) and that cavity-traversing channels (42, 44, 48) are provided for guiding the bristle bundles (8) and whose walls (44) are wholly or partly deformable under the action of a fluid pressure in the cavity (41) against the bristle bundles (8).

19. Apparatus according to one of the claims 12 to 17 for performing the method according to claim 10, characterized in that the wall of each guide channel (42) has a recess (43) in which engages a spring-loaded clamping body (46) acting against the bristle bundle (8).

20. Apparatus according to one of the claims 12 to 17 for performing the method of claim 11, characterized in that two adjacent guide plates (3, 4) are spaced and between them in spaced manner therefrom is displaceable in plate-parallel manner a clamping plate (6) with bores (39) for the bristle bundles (8), the spacing of the clamping plate (6) from the two guide plates and the displacement path being selected in such a way that between the individual bristles of the bundle (8) the rope friction angle is obtained.

21. Apparatus according to claim 19 or 20, characterized in that the clamping body (46) or clamping plate (6) is rounded in edge-free manner on its face acting on the bristle bundle (8).

Revendications

1. Procédé pour fixer des faisceaux de filaments à un porte-brosse en plastique, dans lequel on fond les filaments de chaque faisceau au niveau de leurs extrémités à solidariser de façon à former un renflement, on ménage dans le porte-brosse, du côté de réception des filaments, des trous de réception des renflements et/ou tout au moins on le fond dans les emplacements de réception des renflements, on enfonce par déformation thermique les faisceaux de filaments avec le renflement dans les trous ou dans les emplacements fondus du porte-brosse, puis on conforme la masse qui remonte au cours de l'enfoncement, caractérisé en ce que l'on rend étanche par rapport au porte-brosse l'espace situé au-dessus du côté de réception des filaments et entre les faisceaux de filaments, selon une forme en anneau se développant autour de la zone de filaments constituée par les faisceaux de filaments, et en ce que l'on refoule et compacte par pression la masse qui remonte au cours de l'enfoncement des faisceaux de filaments, remplissant ainsi l'espace rendu étanche.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on rend étanche de manière élastique l'espace au niveau de sa bordure.

3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'on exerce de manière élastique la pression de refoulement et de compactage de la masse qui remonte.

4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on applique de la chaleur à l'espace annulaire rendu étanche à une température inférieure à la température de fusion des filaments.

5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'on ménage dans le portebrosse, sur le côté de réception des filaments, un creux s'étendant sur l'ensemble de la zone des filaments, dans lequel la masse qui remonte est refoulée lorsqu'on exerce la pression.

6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'on ménage dans le porte-brosse, sur le côté de réception des filaments, des reliefs entourant les trous ou une partie de ceux-ci, en ce que l'on fond les reliefs au moins jusqu'à une profondeur prédéterminée, et on les refoule en dehors des saillies conjointement avec la masse qui remonte dans l'espace annulaire étanche.

7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'on ménage dans le porte-brosse de petits creux individuels, disposés à proximité des trous de réception des faisceaux, qui servent d'espaces de refoulement en se déformant au cours de l'enfoncement des faisceaux de filaments et du refoulement de la masse qui remonte.

8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'on conforme les trous de réception des faisceaux selon un profil qui est égalisé lors de la fonte superficielle des parois des trous.

9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les trous sont pourvus de moulures, de rainures ou analogues constituant le profil.

10. Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'on pince chaque faisceau de filaments individuellement au moyen de la pression provenant d'un fluide hydraulique ou d'une force élastique.

11. Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'on pince les faisceaux de filaments entre les plaques de guidage disposées à écartement selon le principe du frottement d'adhérence, en exerçant un effort de pincement, parallèle aux plaques, agissant dans l'espace intermédiaire.

12. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, comprenant un logement (1) pour le porte-brosse (2), au moins deux plaques de guidage (3, 4, 5) disposées écartées du logement (1) et parallèles entre elles, comportant des canaux alignés (7) pour amener des faisceaux de filaments (8), au moins un dispositif de pincement maintenant les faisceaux de filaments dans les canaux tout au moins pendant leur fixation sur le porte-brosse, et au moins un dispositif de chauffage (10) pour fondre localement les extrémités des filaments qui dépassent des canaux et le cas échéant le porte-brosse sur sa face de réception des filaments, caractérisé en ce que la plaque de guidage (5) située du côté du logement (1) ou une plaque de formage (17) disposée devant celle-ci présente une zone d'étanchéité (19) entourant la zone des filaments selon une forme en anneau, qui coopère avec une zone d'étanchéité annulaire correspondante sur le porte-brosse ou sur son logement lors du rapprochement de la plaque de guidage ou de la plaque de formage et du logement.

13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que la zone d'étanchéité (19) annulaire est constituée par une rainure (20) et une nervure (21) insérée dans celle-ci, dont l'une est disposée sur la plaque de guidage (5) ou de formage (17) et l'autre sur le porte-brosse (2) ou son logement (1).

14. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que la zone d'étanchéité (19) annulaire est constituée par des épaulements (23, 24) venant en prise les uns dans les autres, disposés sur la plaque de guidage (5) ou de formage (17) d'une part, et sur le porte-brosse (2) ou son logement (1) d'autre part.

15. Dispositif selon la revendication 12, pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la zone d'étanchéité (19) annulaire est constituée par une couronne (28) élastique.

16. Dispositif selon l'une des revendications 12 à 15 pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que dans l'espace rendu étanche (18) entre la plaque de guidage (5) ou de formage (17) d'une part et le porte-brosse (2) d'autre part est disposée une couche de matériau élastique (29), comportant des canaux pour les faisceaux de brosse (8), qui vient s'appliquer sur le porte-brosse et se déforme élastiquement lorsque l'on exerce la pression.

17. Dispositif selon l'une des revendications 12 à 16 pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la plaque de guidage (5) ou la plaque de formage (17) est chauffée.

18. Dispositif selon l'une des revendications 12 à 17 pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'au moins une des plaques de guidage (3 à 5) présente une cavité (41) ou qu'une cavité est formée entre deux plaques de guidage voisines (3, 4), et en ce que le guidage des faisceaux de filaments (8) est assuré par des canaux (42, 44, 48) traversant la cavité, dont les parois (44) sont déformables en tout ou en partie contre les faisceaux de filaments (8) lorsque l'on exerce une pression hydraulique dans la cavité (41).

19. Dispositif selon l'une des revendications 12 à 17 pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que la paroi de chaque canal de guidage (42) présente un évidement (43) dans lequel est en prise un organe de pincement (46), en rappel élastique contre le faisceau de filaments (8).

20. Dispositif selon l'une des revendications 12 à 17 pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que deux plaques de guidage (3, 4) voisines sont disposées écartées l'une de l'autre, et une plaque de pincement (6) comportant des perçages (39) pour les faisceaux de filaments (8) est disposée entre elles, déplaçable parallèlement aux plaques, l'écartement de la plaque de pincement (6) par rapport à chacune des plaques de guidage et le trajet de refoulement étant choisis de telle sorte que l'on obtient l'angle de frottement d'adhérence entre les filaments individuels du faisceau (8).

21. Dispositif selon l'une des revendications 19 ou 20, caractérisé en ce que la surface agissant sur le faisceau de filaments (8) de l'organe de pincement (46) ou de la plaque de pincement (6) présente une forme arrondie sans arête.

Zeichnung