EP1142505A2 - Verfahren zur Herstellung von Bürsten - Google Patents

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EP1142505A2
EP1142505A2 EP01107718A EP01107718A EP1142505A2 EP 1142505 A2 EP1142505 A2 EP 1142505A2 EP 01107718 A EP01107718 A EP 01107718A EP 01107718 A EP01107718 A EP 01107718A EP 1142505 A2 EP1142505 A2 EP 1142505A2
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brush body
plate
recess
platelet
ultrasonic welding
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Bart Gerard Boucherie
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GB Boucherie NV
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GB Boucherie NV
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A46—BRUSHWARE
    • A46D—MANUFACTURE OF BRUSHES
    • A46D3/00—Preparing, i.e. Manufacturing brush bodies
    • A46D3/04—Machines for inserting or fixing bristles in bodies

Definitions

  • the invention relates to a method for connecting tufts of bristles provided plastic plates with brush bodies from, in particular the same, plastic by means of ultrasonic welding or gluing.
  • the invention provides a method with a reliable connection between the carrier plate and the brush body is guaranteed without an undesirably large gap remains between carrier plate and brush body.
  • the connection is made between the plastics of the plate and the brush body Ultrasonic welding.
  • the plate On the peripheral edge of the plate, one becomes that Brush body shaped edge shaped during ultrasonic welding acts as an energy concentrator.
  • the welding is therefore done with high precision, so that the plate also in mass production, such as For example, with toothbrushes, attached to the brush body with a precise fit can be.
  • the edge is preferably formed such that it tapers towards the brush body.
  • the edge is at her brought tapered end at the bottom of the recess so that the welded joint is created at the bottom of the recess.
  • the welding process is the plate against the bottom of the recess of the brush body pressed.
  • This Approach can extend over the entire circumference of the plate or only over part of the same, preferably over that Part of a toothbrush up to the neck of the brush body reaches in. At this point, bending stresses occur which is a gap remaining approximately between the plate and the brush body is opened when the toothbrush head is bent back in use becomes.
  • This approach is also preferred with one against the brush body facing, tapered edge provided during ultrasonic welding acts as an energy concentrator.
  • An approximately remaining between the plate and the brush body Gap can be closed by post-processing, in particular by filling with a suitable plastic mass.
  • the brush body already equipped with the plate in an injection mold can be introduced with which an overmolding the gap is placed in order to completely fill it and to conclude.
  • the plate fits snugly into a recess in the brush body used and fixed there with an adhesive. Also at this embodiment of the method can be approximately between platelets and brush body remaining gap by injection molding in one Injection mold to be closed.
  • the platelets through a combination of ultrasonic welding and gluing to the Brush body attached.
  • the load-bearing attachment the plate by welding to the bottom of the recess of the Brush body done while the glue is in between platelets and brush body remaining gap is introduced and this fills.
  • a recess 12 is formed in the head area of a toothbrush body 10, a recess 12 is formed.
  • a carrier plate 14 is inserted appropriately.
  • the carrier plate 14 is provided with a number of through holes, wherein tufts of bristles 16 are inserted and attached.
  • an edge 18 is formed, which is to Bottom of the recess 12 tapers.
  • the brush body 10 and that Platelets 14 are preferably made of the same plastic, for example Polypropylene.
  • the welding takes place with high precision, so that a very precise fit arrangement of the plate 14 on the brush body 10 guaranteed is.
  • the plate is attached 14 a peripheral edge 14c is formed, which over the main body of the Plate protrudes and has a tapered edge on the the recess 12 surrounding surface of the brush body 10 for Edition is brought.
  • ultrasonic welding takes place also over the entire circumference of the plate 14.
  • the recess 12 with a converging towards the interior of the brush body 10 provided oblique peripheral wall.
  • the plate 14 is with a matching inclined peripheral wall, so that a gap-free Ensure the seat of the plate in the recess of the brush body is.
  • the plate for additional welding at the bottom of the recess 12 can be provided with a tapered edge.
  • an approximately between the gap and the brush body remaining gap by filling be closed with a plastic mass.
  • Particularly useful is to have this gap by injection molding in an injection mold Fill in plastic mass. If an elastomer as a plastic mass is selected, the plate on the brush body receives an all-round elastic support that can be used to prevent wear and tear Dampen vibrations.
  • connection of the Plate 14 with the brush body 10 alternatively or additionally done by an adhesive.
  • the adhesive can also or additionally Function, one remaining between the plate and the brush body Fill in the gap and remove it.

Abstract

Zum Verbinden von mit Borstenbüscheln (16) versehenen Plättchen (14) aus Kunststoff mit Bürstenkörpern (10) aus, insbesondere demselben, Kunststoff mittels Ultraschallschweißen wird jeweils an einem zum Bürstenkörper (10) weisenden Umfangsrand des Plättchens (14) eine Kante (18) geformt, die beim Ultraschallschweißen als Energie-Konzentrator wirkt. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden von mit Borstenbüscheln versehenen Plättchen aus Kunststoff mit Bürstenkörpern aus, insbesondere demselben, Kunststoff mittels Ultraschallschweißen oder Verklebung.
Bei der Bürstenherstellung ist es bekannt, Borstenbüschel an Trägerplättchen zu befestigen, die dann an einem Bürstenkörper befestigt werden. Die Befestigung der Trägerplättchen an den Bürstenkörpern kann durch Verschweißen erfolgen, insbesondere dann, wenn Trägerplättchen und Bürstenkörper aus demselben Kunststoff bestehen. Am Übergang zwischen dem Trägerplättchen und der Oberfläche des Bürstenkörpers kann ein Spalt entstehen, der aus ästhetischen, aber auch aus hygienischen Gründen unerwünscht ist.
Durch die Erfindung wird ein Verfahren zur Verfügung gestellt, mit dem eine zuverlässige Verbindung zwischen Trägerplättchen und Bürstenkörper gewährleistet wird, ohne daß ein unerwünscht großer Spalt zwischen Trägerplättchen und Bürstenkörper verbleibt.
Gemäß einer ersten Lösung der Erfindung erfolgt die Verbindung zwischen den Kunststoffen des Plättchens und des Bürstenkörpers durch Ultraschallschweißen. Am Umfangsrand des Plättchens wird eine zu dem Bürstenkörper weisende Kante geformt, die beim Ultraschallschweißen als Energie-Konzentrator wirkt. Die Verschweißung erfolgt daher mit hoher Präzision, so daß das Plättchen auch bei Massenfertigung, wie beispielsweise bei Zahnbürsten, paßgenau an dem Bürstenkörper befestigt werden kann. Vorzugsweise wird die Kante derart ausgebildet, dass sie sich zum Bürstenkörper hin verjüngt. Vorteilhaft ist eine Ausführungsform des Verfahrens, bei der der Bürstenkörper mit einer Ausnehmung versehen wird, in die das Plättchen paßgenau eingesetzt werden kann. Der zwischen dem Außenrand des Plättchens und der Berandung der Ausnehmung verbleibende Spalt ist dann sehr klein und kaum wahrnehmbar.
Bei dieser Ausführungsform des Verfahrens wird die Kante an ihrem verjüngten Ende am Boden der Ausnehmung zur Auflage gebracht, so daß die Schweißverbindung am Boden der Ausnehmung entsteht. Beim Schweißprozeß wird das Plättchen gegen den Boden der Ausnehmung des Bürstenkörpers gedrückt.
Am Umfangsrand des Plättchens wird vorzugsweise ein über die Ausnehmung des Bürstenkörpers hinausstehender Ansatz gebildet. Dieser Ansatz kann sich über den gesamten Umfang des Plättchens erstrecken oder auch nur über einen Teil desselben, vorzugsweise über denjenigen Teil, der bei einer Zahnbürste bis in das Halsstück des Bürstenkörpers hineinreicht. An dieser Stelle treten Biegebeanspruchungen auf, durch die ein etwa zwischen Plättchen und Bürstenkörper verbleibender Spalt geöffnet wird, wenn der Kopf der Zahnbürste im Gebrauch zurückgebogen wird. Auch dieser Ansatz wird vorzugsweise mit einer gegen den Bürstenkörper weisenden, sich verjüngenden Kante versehen, die beim Ultraschallschweißen als Energie-Konzentrator wirkt.
Ein etwa noch zwischen dem Plättchen und dem Bürstenkörper verbleibender Spalt kann durch Nachbearbeitung geschlossen werden, insbesondere durch Ausfüllen mit einer geeigneten Kunststoffmasse. Insbesondere kann der schon mit dem Plättchen bestückte Bürstenkörper in eine Spritzgußform eingebracht werden, mit der eine Umspritzung über den Spalt gelegt wird, um diesen vollständig auszufüllen und zu schließen.
Bei einer alternativen Ausführungform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Plättchen paßgenau in eine Ausnehmung des Bürstenkörpers eingesetzt und dort mittels eines Klebers befestigt. Auch bei dieser Ausführungsform des Verfahrens kann ein etwa zwischen Plättchen und Bürstenkörper verbleibender Spalt durch Umspritzen in einer Spritzgußform geschlossen werden.
Bei einer weiteren Ausführungform der Erfindung werden die Plättchen durch eine Kombination von Ultraschallschweißen und Kleben an dem Bürstenkörper befestigt. Insbesondere kann die lasttragende Befestigung des Plättchens durch Verschweißung am Boden der Ausnehmung des Bürstenkörpers erfolgen, während der Kleber in den zwischen Plättchen und Bürstenkörper verbleibenden Spalt eingebracht wird und diesen ausfüllt.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsformen des Verfahrens und aus der Zeichnung, auf die Bezug genommen wird. In der Zeichnung zeigen:
  • Figur 1 schematisch eine Schnittansicht durch den Kopfbereich einer in dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Zahnbürste;
  • Figur 2 eine Draufsicht auf den Kopfbereich der Zahnbürste nach Fig. 1;
  • Figur 3 eine schematische Schnittansicht einer im Gebrauch durch Biegebeanspruchung verformten Zahnbürste;
  • Figur 4 eine vergrößerte Schnittansicht durch den Kopfbereich einer Zahnbürste, die in einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens hergestellt wird;
  • Figur 5 eine Detailansicht des in Fig. 4 gezeigten Plättchens;
  • Figur 6 eine Draufsicht auf den Kopf einer Zahnbürste nach Figur 4; und
  • Figuren 7 bis 12 Schnitt- bzw. Teilansichten von Zahnbürsten, die in mehreren Ausführungsvarianten des Verfahrens herstellbar sind.
    • Bei der in Figur 1 gezeigten Ausführungsform wird im Kopfbereich eines Zahnbürstenkörpers 10 eine Ausnehmung 12 gebildet. In diese Ausnehmung 12 wird ein Trägerplättchen 14 passend eingesetzt. Das Trägerplättchen 14 wird mit einer Anzahl von Durchgangslöchern versehen, worin Borstenbüschel 16 eingesetzt und befestigt werden. Am Umfangsrand des Trägerplättchens 14 wird eine Kante 18 gebildet, die sich zum Boden der Ausnehmung 12 hin verjüngt. Der Bürstenkörper 10 und das Plättchen 14 bestehen vorzugsweise aus demselben Kunststoff, beispielsweise Polypropylen.
    Die Verschweißung erfolgt mit hoher Präzision, so daß eine sehr paßgenaue Anordnung des Plättchens 14 am Bürstenkörper 10 gewährleistet ist.
    Dennoch kann ein geringfügiger Spalt zwischen dem Umfangsrand des Plättchens 14 und der dieses umgebenden Oberfläche des Bürstenkörpers 10 verbleiben.
    Wie in Figur 3 veranschaulicht ist, kann sich dieser Spalt im Gebrauch einer Zahnbürste durch die dabei auftretende Biegebeanspruchung vergrößern.
    Dem wird bei der in Figur 4 gezeigten Ausführungsform des Verfahrens vorgebeugt, indem das Plättchen 14 mit einem Ansatz 14a versehen wird, der sich bis in den Halsbereich des Bürstenkörpers erstreckt. Um eine sichere Verschweißung dieses Ansatzes 14a mit dem Bürstenkörper 10 zu gewährleisten, wird auch der Ansatz 14a auf seiner dem Bürstenkörper zugewandten Seite mit einer sich verjüngende Kante 14b versehen, die beim Ultraschallschweißen als Energie-Konzentrator wirkt.
    Bei der in Figur 7 gezeigten Ausführungsform wird die Ausnehmung 12 mit einer am Umfangsrand gestuften Form und das Plättchen 14 mit einem dazu passend ausgebildeten Umfangsrand versehen.
    Bei der in Figur 8 gezeigten Ausführungsform wird an das Plättchen 14 ein Umfangsrand 14c angeformt, der über den Hauptkörper des Plättchens hinaussteht und mit einer sich verjüngenden Kante an der die Ausnehmung 12 umgebenden Oberfläche des Bürstenkörpers 10 zur Auflage gebracht wird. Bei dieser Ausführungsform erfolgt eine Ultraschallverschweißung auch über den gesamten Umfang des Plättchens 14.
    Bei der in Figur 9 gezeigten Ausführungform des Verfahrens wird das Plättchen 14 nach dem Schweißprozeß an den Bürstenkörper 10 herangedrückt und mit diesem über den gesamten Umfang in enge Verbindung gebracht, so daß am Übergang zwischen Plättchen 14 und Bürstenkörper 10 kein Spalt entsteht.
    Bei der in Figur 10 gezeigten Ausführungsform des Verfahrens wird die Ausnehmung 12 mit einer zum Inneren des Bürstenkörpers 10 konvergierenden schrägen Umfangswand versehen. Das Plättchen 14 wird mit einer dazu passenden schrägen Umfangswand versehen, so daß ein spaltfreier Sitz des Plättchens in der Ausnehmung des Bürstenkörpers gewährleistet ist. Wie bei den zuvor gezeigten Ausführungsformen kann das Plättchen zusätzlich für die Festschweißung am Boden der Ausnehmung 12 mit einer sich verjüngenden Kante versehen werden.
    Wie in den Figuren 11 und 12 gezeigt ist, kann ein etwa zwischen dem Plättchen und dem Bürstenkörper verbleibender Spalt durch Ausfüllen mit einer Kunststoffmasse verschlossen werden. Besonders zweckmäßig ist es, diesen Spalt durch Spritzgießen in einer Spritzgußform mit Kunststoffmasse auszufüllen. Wenn als Kunststoffmasse ein Elastomer gewählt wird, erhält das Plättchen am Bürstenkörper eine allseitige elastische Abstützung, die genutzt werden kann, um im Gebrauch auftretende Schwingungen zu bedämpfen.
    Bei allen gezeigten Ausführungsformen kann die Verbindung des Plättchens 14 mit dem Bürstenkörper 10 alternativ oder zusätzlich durch einen Kleber erfolgen. Der Kleber kann auch oder zusätzlich die Funktion haben, einen zwischen Plättchen und Bürstenkörper verbleibenden Spalt auszufüllen und damit zu beseitigen.

    Claims (16)

    1. Verfahren zum Verbinden von mit Borstenbüscheln (16) versehenen Plättchen (14) aus Kunststoff mit Bürstenkörpern (10) aus, insbesondere demselben, Kunststoff mittels Ultraschallschweißen, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils an einem zum Bürstenkörper (10) weisenden Umfangsrand (14c) des Plättchens (14) eine Kante (18) geformt wird, die beim Ultraschallschweißen als Energie-Konzentrator wirkt.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Kante (18) zum Bürstenkörper (10) hin verjüngt.
    3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bürstenkörper (10) jeweils mit einer Ausnehmung (12) versehen wird, in die ein Plättchen (14) passend eingesetzt wird.
    4. Verfahren nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kante (18) an ihrem verjüngten Ende am Boden der Ausnehmung (12) anliegt und die Schweißverbindung am Boden der Ausnehmung (12) gebildet wird.
    5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß am Umfangsrand (14c) des Plättchens (14) ein über die Ausnehmung (12) des Bürstenkörpers (10) hinausstehender Ansatz (14a) gebildet wird.
    6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz (14a) auf der die Ausnehmung (12) umgebenden Fläche des Bürstenkörpers (10) zur Auflage gebracht wird.
    7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz (14a) mit einer sich zum Bürstenkörper (10) hin verjüngenden Kante (14b) versehen wird, die beim Ultraschallschweißen als Energie-Konzentrator wirkt.
    8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz (14a) in eine abgestufte Erweiterung der Ausnehmung (12) des Bürstenkörpers (10) eingesetzt wird.
    9. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz (14a) so ausgebildet wird, dass er bis in einen Übergangsbereich des Bürstenkörpers (10) hineinragt, der dem Halsstück einer Zahnbürste entspricht.
    10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Plättchen (14) während des Ultraschallschweißens gegen den Bürstenkörper (10) angedrückt wird.
    11. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein zwischen Plättchen (14) und Bürstenkörper (10) verbliebener Spalt durch eine Kunststoffmasse geschlossen wird.
    12. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein zwischen Plättchen (14) und Bürstenkörper (10) verbliebener Spalt durch Umspritzen in einer Spritzgußform geschlossen wird.
    13. Verfahren zum Verbinden von mit Borstenbüscheln (16) versehenen Plättchen (14) aus Kunststoff mit Bürstenkörpern (10) aus, insbesondere demselben, Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, daß der Bürstenkörper (10) mit einer Ausnehmung (12) versehen wird, in die das Plättchen (14) passend eingesetzt wird, und daß ein Kleber zur Befestigung des Plättchens (14) am Bürstenkörper (10) aufgebracht wird.
    14. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Bürstenkörpers (10) mit darin eingesetztem Plättchen (14) zum Umspritzen wenigstens des Umfangsbereiches des Plättchens (14) in eine Spritzgußform eingebracht wird.
    15. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Plättchen (14) am Bürstenkörper (10) durch Ultraschallschweißen in Kombination mit einer Klebeverbindung befestigt wird.
    16. Verfahren zum Verbinden von mit Borstenbüscheln (16) versehenen Plättchen (14) aus Kunststoff mit Bürstenkörpern (10) aus, insbesondere demselben, Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, daß der Bürstenkörper (10) mit einer Ausnehmung (12) mit einer schräg zum Inneren konvergierenden Umfangswandung versehen wird, daß das Plättchen mit einer nur zur Umfangswand der Ausnehmung (12) passenden Umfangswand versehen wird und passend in die Ausnehmung (12) eingesetzt wird, und daß das Plättchen (14) in der Ausnehmung (12) durch Ultraschallschweißen oder mittels eines Klebers befestigt wird.
    EP01107718A 2000-04-06 2001-03-30 Verfahren zur Herstellung von Bürsten Expired - Lifetime EP1142505B1 (de)

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