WO1998000047A1 - Bürste und verfahren zu deren herstellung - Google Patents

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WO1998000047A1
WO1998000047A1 PCT/EP1996/002822 EP9602822W WO9800047A1 WO 1998000047 A1 WO1998000047 A1 WO 1998000047A1 EP 9602822 W EP9602822 W EP 9602822W WO 9800047 A1 WO9800047 A1 WO 9800047A1
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brush
bristle
brush body
support element
support elements
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PCT/EP1996/002822
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Andreas Lanvers
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M + C Schiffer Gmbh
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A46—BRUSHWARE
    • A46B—BRUSHES
    • A46B3/00—Brushes characterised by the way in which the bristles are fixed or joined in or on the brush body or carrier
    • A46B3/16—Brushes characterised by the way in which the bristles are fixed or joined in or on the brush body or carrier by wires or other anchoring means, specially for U-shaped bristle tufts
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A46—BRUSHWARE
    • A46B—BRUSHES
    • A46B9/00—Arrangements of the bristles in the brush body
    • A46B9/08—Supports or guides for bristles
    • A46B9/12—Non-adjustable supports
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A46—BRUSHWARE
    • A46B—BRUSHES
    • A46B2200/00—Brushes characterized by their functions, uses or applications
    • A46B2200/10—For human or animal care
    • A46B2200/1066—Toothbrush for cleaning the teeth or dentures

Definitions

  • the invention relates to a brush, in particular a toothbrush, with a brush body and at least one bundle of flexible bristles.
  • the invention further relates to a method for producing such brushes.
  • stiffer bristles could be used, it being possible to increase the rigidity by appropriately selected bristle material or by a larger diameter of the individual bristles.
  • the user therefore tends to increase the contact pressure on the brush when cleaning interdental spaces.
  • the invention is therefore based on the object of improving the stability of the bristle bundles in the case of a brush of the type mentioned at the outset, so as to enable longer use with a sufficiently high degree of flexibility of the bristles or bristle bundle, and to specify a method for their production.
  • This object is achieved with a brush of the type mentioned at the outset that at least one support element is provided on the brush body for lateral support of at least one bundle of bristles. Furthermore, this object is achieved by a method in which the brush body and the respective support elements are produced in a two-component injection molding process.
  • the side support prevents the outer bristles from evading from the originally intended position, at least in the area of the support, due to wear, so that, compared to a brush with the same degree of wear, but without any support, there is less spreading at the end of use of the bristle bundle, and thus a longer service life of the brush is made possible.
  • the solution according to the invention therefore makes it possible to use softer bristles or bristle bundles than previously.
  • thinner bristles or softer bristle materials, or a combination of both can now be used.
  • This enables a gentler and, above all, much more thorough brushing of the teeth and reduces the risk of injuries to the oral cavity, and in particular to the gums.
  • the clearly perceptible deformation of the bristles during cleaning also reduces the contact pressure when cleaning, as too much pressure is ke deformation of the bristle bundle involuntarily recognized by the user as incorrect and will be corrected immediately.
  • the brush according to the invention thus supports a medically correct brushing of the teeth.
  • more effective cleaning is achieved, since the number of bristles per bundle can be increased by using thinner bristles and thus more bristle ends are effectively engaged.
  • the side support of the bristle bundles is preferably elastic.
  • the invention can be used both for brushes with a bristle bundle and for brushes with a large number of bristle bundles.
  • the use of the brush according to the invention is not restricted to the dental field or the cosmetic field. Rather, such brushes can be used in all areas of daily life and technology, preferably where particularly gentle cleaning of relief-like surface formations is required and / or a particularly long service life of the bristles is desired.
  • a separate support element is preferably provided for each bristle bundle. This allows the bending characteristic of individual bristle bundles to be set individually with a corresponding selection of the support element with regard to its shape and its deformability. For example, on a toothbrush with several rows of bristles, the outermost bristle bundles or the front bristle bundles can be supported by supporting elements of higher rigidity than the remaining ones. It is also conceivable to support only a part of the bristle bundles by means of supporting elements, but to leave the remaining ones unsupported.
  • a plurality or all of the support elements are integrally connected to one another and attached to the brush body as a support unit.
  • the integral design enables the support elements to be manufactured more easily if these are produced using an injection molding process.
  • the support element preferably has an elastic sleeve section, in which a bristle receiving opening extends, and a base section, via which the sleeve section is connected to the brush body.
  • an elastic sleeve section in which a bristle receiving opening extends
  • a base section via which the sleeve section is connected to the brush body.
  • the shaping of sleeve-like support elements enables a more precise setting of direction-dependent deformation properties of the respective support element and a higher degree of deformation.
  • the contact area between the brush body and the support element can be increased in order to prevent loosening of the support element even better.
  • the bristle bundles are preferably fastened in the bristle body, the individual bristle bundles extending through the respective support elements.
  • the bristle bundles can also be fastened only in the support elements, with composite adhesion being achieved between the bristle bundles and the support elements.
  • the sleeve section or its outer contour can be essentially cylindrical.
  • the person skilled in the art will apply the required bevels and curvatures for easier removal from the mold.
  • the sleeve section can also be designed such that its wall thickness tapers towards the end of use of the bristles.
  • the bending characteristic of the Systems bristle bundle / support element can be influenced in the desired manner.
  • the shape of the outer sleeve can be adapted to the requirements of a desired bending line of the bristle bundle or individual bristles.
  • the support elements are connected to one another via their base sections to form an integral support element.
  • the brush body can be completely covered on the bristle side by the integral support element, which leads to a homogeneous appearance and a high detachability of the support elements.
  • an integral support element can be produced in a particularly efficient manner.
  • a surface formation for increasing the contact area between the two can be provided between the brush body and the respective base section of the support element in order to improve the resistance to detachment.
  • a corresponding increase in surface area can be achieved, for example, by corrugation on one or both parts.
  • the application of grooves, ribs, hole patterns or the like can be cited as further examples for increasing the contact area.
  • the support element is designed such that it can be produced as an injection molded part. This can be cast or sprayed directly onto the brush body. The bristles are done in a conventional manner.
  • One possibility is to fold a bundle of bristles and then fix the folded end in the brush body using an anchor.
  • the armature for example a plate-shaped metal or plastic part, with the bristle bundle wrapped around it can be inserted, for example stamped, into an opening provided on the brush body.
  • the bristles can also be made by melting the ends of the bristle bundles to be fastened so that thickenings form. The thickenings are then extrusion-coated with brush body material or with support element material, so that the bristle bundles are held in a form-fitting manner.
  • the brush can be produced in a two-component injection molding process, wherein the brush body consists of a hard plastic component and the support elements as bristle edging preferably consist of a soft plastic component, for example a thermoplastic elastomer, but can also be made of a hard component. Ideally, composite adhesion is realized between the hard component of the brush body and the support element or the support elements. With appropriate material management, the brush body and support elements can be produced in successive manufacturing steps in a single mold.
  • Fig. 8 a further embodiment according to the invention, in which the bristle bundles are each fastened with a melted end in the brush body.
  • FIGS. 2a to c A first exemplary embodiment will now be explained below with reference to FIGS. 2a to c, reference being made to a toothbrush with a multiplicity of bristle bundles, as shown in FIG.
  • a brush body 10 which can be formed in one piece with the handle of the brush is provided with a large number of blind holes 11 which can be produced in any manner.
  • Each of the blind holes 11 serves to receive a bundle of bristles 20, which consists of a plurality of, preferably thin, flexible bristles, which are made of plastic.
  • This bristle bundle 20 is folded or looped around an anchor 40, so that all bristle ends point in one direction.
  • Each bundle of bristles is clamped in its blind hole 11 by the armature 40 clawed in the brush body 11.
  • the armature is designed as a flat plate which is punched upright in the brush body 10 with respect to the blind hole 11.
  • a support element 30 is attached to the bristle side of the brush body for each bristle bundle 20.
  • the embodiment of the support element 30 shown in FIGS. 2a to 2c has a bristle receiving opening 31 for lateral support of the bristle bundle 20.
  • the bristle bundles are preferably supported up to approximately half their length.
  • the support element 30 has a sleeve section 32 that is elastically deformable in particular in the radial direction and a base section 33 that extends in the radial direction beyond the sleeve section 32 in the manner of a flange.
  • the respective support element 30 is connected to the brush body 10 via this base section 33.
  • the bristle receiving opening 31 extends through the sleeve section 32 and the base section 33.
  • a surface formation for increasing the contact area between the two is preferably provided between the support element 30 or its base section 33 and the brush body 10 in order to further improve the resistance to detachment of the respective support element. This can take place, for example, by corrugation or the provision of grooves, ribs, hole patterns or the like on one or both contact surfaces. Bonding adhesion can be achieved between the support elements 30 or their base sections 33 and the brush body with a suitable choice of material and suitable manufacturing parameters.
  • the individual support elements are connected to one another by their base sections 33 to form an integral support element and completely cover the brush body on the bristle side in the region of the bristles.
  • the sleeve section 32 is essentially cylindrical, so that the bristle bundle has the same bending behavior in all directions.
  • the bristle receiving opening 31 can influence the bending behavior of the bristle bundle / support element system in the desired manner and as required.
  • An eccentric arrangement of the bristle bundle in the sleeve section 32, as shown in the bristle bundles shown on the right in FIG the most stressed bristles is further improved.
  • a partial lateral support can be provided through the bristle receiving opening 31, as is shown in the right bristle bundle in FIG.
  • FIG. 3 Another embodiment of the support element 30 is shown in FIG.
  • This support element differs from the shape shown in FIG. 2a primarily by its essentially frustoconical design.
  • the bending behavior of the bristle bundle / support element system can be made even more homogeneous than in the previously described exemplary embodiment. In particular, this can further reduce the load on the individual bristles in the exit region from the support element 30.
  • the conical configuration in the transition area of the sleeve section 32 to the base section 33 results in a lower notch effect, so that the stability of the support element 30 is further improved.
  • a separate support element 30, which is separate from the support elements of the other bristle bundles, can also be provided for each bristle bundle.
  • FIG. 4 A further embodiment of the support elements 30 is shown in FIG. 4, which are formed integrally with a solid material body. This results from the outside the impression of a conventional brush, which, however, has the advantages of the preferably elastic side support of the bristle bundles 20 already described. As shown by way of example in the case of the bristle bundle on the right in FIG. 4, this can also only be partially supported laterally in order to achieve a direction-dependent bending characteristic.
  • the support elements 30 are attached to the brush body 10, which is already provided with blind holes 11 and is preferably injection molded from a hard plastic component, for example by injection molding or else by an adhesive process or a similar process, so that a deeper blind hole is formed.
  • a two-component injection molding process is preferably used for this purpose.
  • FIGS. 7 and 8 Two further embodiments of the invention are shown in FIGS. 7 and 8.
  • the bristle bundle 20 has at its end to be anchored a thickened portion of fused bristle material, which ensures sufficient bundle extraction force.
  • the bristle bundle 20 is accommodated in the bristle receiving opening 31 of the respective support element 30, and thus the bristle bundles are fastened in the support elements.
  • the bristle material and the support element material are selected so that bond adhesion is achieved.
  • the bristle bundles 20 are melted at their end to be anchored in the support element 30, so that mushroom-shaped thickenings 25 form.
  • the thickenings are then encapsulated with support element material which encloses the thickenings.
  • the support elements are then connected to the brush body, which can be injection molded onto the support element or elements, for example.
  • the thickened ends of the bristle bundles 20 are fastened in the brush body 10.
  • the individual bristle bundles 20 are introduced into prefabricated support elements 30, so that the thickenings 25 of the individual bristle bundles 20 protrude from the support elements 30.
  • the thickenings are then encapsulated with a hard plastic component that forms the brush body 10.
  • the bristle bundles are formed by a large number of thin plastic bristles.
  • the invention is not limited to plastic bristles. Rather, bristles made from natural fibers can also be used.
  • the brush body 10 can also be produced from a material other than plastic, for example wood or metal. However, all parts of the brush can preferably be produced as plastic injection molded parts.
  • the elastic side support of the bristle bundles 20 by the support elements 30 can also be provided by a hard plastic component (material), the elasticity of which is achieved by the shape of the individual support elements 30. However, plastic soft components that have a Shore A hardness of less than 70 are preferably used for this.
  • two-component process is not limited to the use of different materials, but also includes the possibility of using the same material with a different color, for example.

Abstract

Eine Bürste, vorzugsweise eine Zahnbürste, weist einen Bürstenkörper (10) und mindestens ein Bündel (20) aus flexiblen Borsten auf. An dem Bürstenkörper (10) ist mindestens ein Stützelement (30) zur seitlichen Abstützung mindestens eines Borstenbündels (20) vorgesehen. Hierdurch wird die Standfestigkeit der Borstenbündel verbessert und ein längerer Gebrauch der Bürste bei ausreichend hoher Flexibilität der Borsten bzw. Borstenbündel ermöglicht. Weiterhin wird ein Verfahren zur Herstellung der Bürste angegeben.

Description

Bürste und Verfahren zu deren Herstellung
Die Erfindung betrifft eine Bürste, insbesondere eine Zahnbürste, mit einem Bürstenkörper und mindestens einem Bündel aus flexiblen Borsten. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung derartiger Bürsten.
Bei Bürsten der eingangs genannten Art tritt bei längerem Gebrauch ein Verschleiß, insbesondere der äußeren Borsten des Borstenbundels auf, der sich durch ein bleibendes Aufspreizen des Borstenbundels und ein Abstehen der Außenborsten bemerkbar macht. Der Einsatz einer als Zahnbürste ausgebildeten Bürste in stark aufgespreiztem Zustand wäre medizinisch nicht mehr empfehlenswert.
Zur Erhöhung der Standfestigkeit bzw. Lebensdauer der Bürste könnten beispielsweise steifere Borsten eingesetzt werden, wobei die Erhöhung der Steifigkeit durch entsprechend ausgewähltes Borstenmaterial oder durch einen größeren Durchmesser der Einzel-Borsten erzielt werden könnte. Hierdurch würde jedoch aufgrund des erhöhten Verformungswiderstandes ein Eindringen der einzelnen Borsten in Zahnzwischenräume erschwert werden. Der Anwender neigt daher dazu, beim Reinigen von Zahnzwischenräumen den Anpreßdruck auf die Bürste zu erhöhen. Bei Verwendung einer derart harten Bürste als Zahnbürste, d.h. einer Bürste mit Borsten hoher Steifigkeit, besteht allerdings die Gefahr, daß der Anwender, insbesondere wenn er mit einem zu hohen Anpreßdruck putzt, die Mundhöhle oder das Zahnfleisch verletzt, oder einen hohen Abrieb am Zahnschmelz oder insbesondere am empfindlichen Zahnhals verursacht.
Andererseits ist bei Verwendung weicherer Borsten, d.h. Borsten mit geringerem Durchmesser und dadurch geringerer Steifigkeit, eine Erhöhung der relativen Steifigkeit durch ein Verkürzen der Borstenlänge zur Erhöhung der Lebensdauer nicht wünschenswert, da dies den Verformungsspielraum der Borsten- enden einschränkt, so daß ein ausreichend tiefes Eindringen in Zahnzwischenräume nicht mehr gewährleistet werden könnte.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einer Bürste der eingangs genannten Art die Standfestigkeit der Borstenbündel zu verbessern, um so einen längeren Gebrauch bei ausreichend hoher Flexibilität der Borsten bzw. BorstenbUndel zu ermöglichen, sowie ein Verfahren zu deren Herstellung anzugeben.
Diese Aufgabe wird bei einer Bürste der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß an dem Bürstenkörper mindestens ein Stützelement zur seitlichen Abstützung mindestens eines Borstenbündels vorgesehen ist. Weiterhin wird diese Aufgabe durch ein Verfahren gelöst, bei dem der Bürstenkörper und die jeweiligen Stützelemente in einem Zweikomponenten-Spritzgußverfahren hergestellt werden.
Durch die Seitenabstützung wird ein verschleißbedingtes, bleibendes Ausweichen der Außenborsten von der ursprünglich vorgesehenen Stellung, zumindest im Bereich der Abstützung, unterbunden, so daß sich im Vergleich zu einer Bürste gleichen Verschleißgrades, jedoch ohne jegliche Abstützung, am Gebrauchsende der Borstenbündel eine geringere Aufspreizung ergibt, und somit eine längere Standzeit der Bürste ermöglicht wird.
Die erfindungsgemäße Lösung erlaubt es daher, weichere Borsten bzw. Borstenbündel als bisher einzusetzen. Insbesondere können nunmehr dünnere Borsten oder auch weichere Borstenmaterialien, oder auch eine Kombination aus beidem, verwendet werden. Hierdurch wird ein schonenderes und vor allem sehr viel gründlicheres Putzen der Zähne ermöglicht und die Gefahr von Verletzungen der Mundhöhle, und insbesondere des Zahnfleisches, verringert. Die für den Anwender deutlich wahrnehmbare Verformung der Borsten beim Putzen vermindert überdies einen zu hohen Anpreßdruck beim Putzen, da eine zu star- ke Verformung der Borstenbündel vom Anwender unwillkürlich als falsch erkannt und sofort korrigiert werden wird. Die erfindungsgemäße Bürste unterstützt somit ein medizinisch richtiges Putzen der Zähne. Außerdem wird ein effektiveres Putzen erzielt, da durch die Verwendung dünnerer Borsten die Anzahl der Borsten je Bündel erhöht werden kann und somit mehr Borstenenden wirksam in Eingriff sind. Vorzugsweise erfolgt die Seitenabstützung der Borstenbündel elastisch.
Die Erfindung kann sowohl bei Bürsten mit einem Borstenbündel als auch bei Bürsten mit einer Vielzahl von Borstenbündeln eingesetzt werden. Die Verwendung der erfindungsgemäßen Bürste ist jedoch nicht auf den zahnmedizinischen Bereich oder den Kosmetikbereich beschränkt. Vielmehr können derartige Bürsten in allen Bereichen des täglichen Lebens und der Technik eingesetzt werden, vorzugsweise dort, wo eine besonders schonende Reinigung von reliefartigen Oberflächenformationen erforderlich ist und/oder eine besonders hohe Standzeit der Borsten gewünscht wird.
Vorzugsweise ist für jedes Borstenbündel ein eigenes Stützelement vorgesehen. Dieses ermöglicht, bei entsprechender Auswahl des Stützelementes hinsichtlich seiner Form und seines Verformungsvermögens, die Biegekennlinie einzelner Borstenbündel individuell einzustellen. So können beispielsweise an einer Zahnbürste mit mehreren Borstenbündelreihen die außenstehenden Borstenbündel oder die vorderen Borstenbündel durch Stützelemente höherer Steifigkeit abgestützt werden als die verbleibenden. Es ist auch denkbar, lediglich einen Teil der Borstenbündel mittels Stützelementen abzustützen, die verbleibenden jedoch unabgestützt zu belassen.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung werden mehrere oder alle Stützelemente integral miteinander verbunden und als Stützeinheit an dem Bürstenkörper angebracht. Abgesehen davon, daß auch hier die Form und das Verformungsvermögen des jeweiligen Stützelementes eines Bor- stenbündels individuell eingestellt werden kann, ermöglicht die Integralausführung eine einfachere Herstellung der Stützelemente, wenn diese mit einem Spritzgußverfahren hergestellt werden.
Vorzugsweise weist das Stützelement einen elastischen Hülsenabschnitt auf, in dem sich eine Borstenaufnahmeöffnung erstreckt, und einen Basisabschnitt, über den der Hülsenabschnitt mit dem Bürstenkörper verbunden ist. Im Gegensatz zu einer Abstützung der Borstenbündel in einem Vollmaterialkörper, beispielsweise einer Stützplatte konstanter Dicke, mit Stützbereichen um die einzelnen Borstenbündel herum, kann durch die Ausformung von hülsenartigen Stützelementen eine genauere Einstellung richtungsabhängiger Verformungseigenschaften des jeweiligen Stützelementes sowie ein höherer Verformungsgrad erzielt werden. Durch eine flanschartige Ausdehnung des Basisabschnittes des Stützelementes kann die Kontaktfläche zwischen dem Bürstenkörper und dem Stützelement vergrößert werden, um ein Lösen des Stützelementes noch besser zu verhindern.
Vorzugsweise sind die Borstenbündel in dem Borstenkörper befestigt, wobei sich die einzelnen BorstenbUndel durch die jeweiligen Stützelemente hindurch erstrecken. Alternativ können die Borstenbündel auch nur in den Stützelementen befestigt werden, wobei zwischen den Borstenbündeln und den Stützelementen Verbundhaftung erzielt wird.
Vorzugsweise kann der Hülsenabschnitt bzw. dessen Außenkontur im wesentlichen zylindrisch ausgebildet werden. Bei der Herstellung des bzw. der Stützelemente in einer Form wird der Fachmann zum leichteren Lösen aus der Form die erforderlichen Formschrägen und Krümmungen anbringen.
Alternativ hierzu kann der Hülsenabschnitt auch so ausgebildet werden, daß sich seine Wanddicke zum Gebrauchsende der Borsten hin verjüngt. Hierdurch kann die Biegekennlinie des Systems Borstenbündel/Stützelement in gewünschter Weise beeinflußt werden. Die Gestalt der Außenhülse kann den Erfordernissen einer gewünschten Biegelinie des Borstenbundels bzw. einzelner Borsten angepaßt werden.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung werden mehrere oder alle Stützelemente über ihre Basisabschnitte unter Bildung eines Integralstützelementes miteinander verbunden. Der Bürstenkörper kann borstenseitig vollständig von dem Integralstützelement abgedeckt werden, was zu einem homogenen Erscheinungsbild und einer hohen Ablösefeεtigkeit der Stützelemente führt. Zudem läßt sich eine derartiges Integralstützelement in besonders effizienter Weise herstellen.
Zwischen dem Bürstenkörper und dem jeweiligen Basisabschnitt des Stützelementes kann eine Oberflächenformation zur Vergrößerung der Berührfläche zwischen beiden vorgesehen werden, um die Ablösefestigkeit zu verbessern. Eine entsprechende Oberflächenvergrößerung kann beispielsweise durch eine Riffelung an einem oder beiden Teilen erfolgen. Als weitere Beispiele zur Vergrößerung der Berührfläche kann die Anbringung von Rillen, Rippen, Lochmustern oder ähnlichem angeführt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Stützelement so gestaltet, daß es als Spritzgußteil herstellbar ist. Dieses kann unmittelbar an den Bürstenkörper angegossen bzw. angespritzt werden. Die Beborstung erfolgt auf konventionelle Weise.
Eine Möglichkeit besteht darin, ein BorstenbUndel zu falten und das gefaltete Ende dann mittels eines Ankers in dem Bürstenkörper zu fixieren. Der Anker, beispielsweise ein platt- chenförmiges Metall- oder Kunststoffteil , kann mit dem darum geschlungenen Borstenbündel in eine an dem Bürstenkörper vorgesehene Öffnung eingesetzt, beispielsweise eingestanzt werden. Alternativ hierzu kann die Beborstung auch dadurch erfolgen, daß die zu befestigenden Enden der Borstenbündel angeschmolzen werden, so daß sich Verdickungen bilden. Die Verdickungen werden dann mit Bürstenkörpermaterial oder mit Stützelementmaterial umspritzt, so daß die Borstenbündel formschlüssig gehalten werden.
Die Bürste kann in einem Zweikomponenten-Spritzgießverfahren hergestellt werden, wobei der Bürstenkörper aus einer Kunststoff-Hartkomponente und die Stützelemente als Borsteneinfassung vorzugsweise aus einer Kunststoff-Weichkomponente, beispielsweise einem thermoplastischen Elastomer bestehen, jedoch ebenfalls aus einer Hartkomponente gefertigt werden können. Idealerweise wird zwischen der Hartkomponente des Bür- stenkörpers und dem Stützelement bzw. den Stützelementen Verbundhaftung realisiert. Bei entsprechender Materialführung können Bürstenkörper und Stützelemente in aufeinanderfolgenden Fertigungsschritten in einem einzigen Formwerkzeug hergestellt werden.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind der nun nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung zu entnehmen. Die Zeichnung zeigt in:
Fig. 1: eine Gesamtansicht einer Bürste in Form einer Zahnbürste, nach der Erfindung,
Fig. 2a: eine Schnittansicht durch den Bürstenkörper und ein Stützelement mit einem eingesetzten Borstenbündel,
Fig. 2b: die gleiche Ansicht wie in Fig. 2a, jedoch vor dem Einsetzen des Borstenbündels,
Fig. 2c: einen gegenüber der Fig. 2a um 90° versetzten Schnitt durch das Borstenbündel, Fig. 3 : eine zweite Ausführungsfor des Stützelementes,
Fig. 4: eine dritte Ausführungsform der Stützelemente,
Fig. 5 : eine Teilansicht einer Draufsicht auf die Borstenenden,
Fig. 6 : ein Verfahren zur Herstellung einer Bürste nach einer der Figuren 1 bis 6,
Fig. 7 : eine weitere Ausführungsform nach der Erfindung, bei der die Borstenbündel jeweils mit einem angeschmolzenen Ende im Stützelement befestigt sind,
Fig. 8 : eine weitere Ausführungsform nach der Erfindung, bei der die Borstenbündel jeweils mit einem angeschmolzenen Ende im Bürstenkörper befestigt sind.
Im folgenden wird nun anhand der Figuren 2a bis c ein erstes Ausführungsbeispiel erläutert, wobei auf eine Zahnbürste mit einer Vielzahl von Borstenbündeln, wie in Fig.l gezeigt, Bezug genommen wird.
Ein mit dem Handgriff der Bürste einstückig ausbildbarer Bürstenkörper 10 ist mit einer Vielzahl von in beliebiger Weise herstellbaren Sacklöchern 11 versehen. Dabei dient jedes der Sacklöcher 11 zur Aufnahme eines Borstenbündels 20, das aus einer Vielzahl von, vorzugsweise dünnen, flexiblen Borsten besteht, die aus Kunststoff hergestellt sind. Dieses Borstenbündel 20 ist um einen Anker 40 gefaltet bzw. geschlungen, so daß sämtliche Borstenenden in eine Richtung weisen. Jedes Borstenbündel ist durch den im Bürstenkörper 11 verkrallten Anker 40 in seinem Sackloch 11 festgeklemmt. Der Anker ist dabei als flaches Plättchen ausgebildet, das bezüglich des Sackloches 11 im wesentlichen hochkant in den Bürstenkörper 10 eingestanzt ist. Auf der Borstenseite des Bürstenkörpers ist für jedes Borstenbündel 20 ein Stützelement 30 angebracht. Die in den Figuren 2a bis 2c gezeigte Ausführungsform des Stützelementes 30 besitzt eine Borstenaufnahmeöffnung 31 zur seitlichen Abstützung des Borstenbündel 20. Vorzugsweise werden die Borstenbündel bis etwa zur Hälfte ihrer Länge abgestützt. Das Stützelement 30 weist einen insbesondere in Radialrichtung elastisch verformbaren Hülsenabschnitt 32 sowie einen sich flanschartig in Radialrichtung über den Hülsenabschnitt 32 hinaus erstreckenden Basisabschnitt 33 auf. Über diesen Basisabschnitt 33 ist das jeweilige Stützelement 30 mit dem Bürstenkörper 10 verbunden. Bei der in den Figuren 2a bis 2c gezeigten Ausführungsform erstreckt sich die Borstenaufnahme- Öffnung 31 durch den Hülsenabschnitt 32 und den Basisabschnitt 33 hindurch. Vorzugsweise ist zwischen dem Stützelement 30 bzw. dessen Basisabschnitt 33 und dem Bürstenkörper 10 eine Oberflächenformation zur Vergrößerung der Berührfläche zwischen beiden vorgesehen, um die Ablösefestigkeit des jeweiligen Stützelementes weiter zu verbessern. Dies kann beispielsweise durch eine Riffelung oder auch die Anbringung von Rillen, Rippen, Lochmustern o.a. an einer oder beiden Berührflächen erfolgen. Zwischen den Stützelementen 30 bzw. deren Basisabschnitten 33 und dem Bürstenkörper kann bei entsprechender Materialauswahl und geeigneten Herstellungsparametern Verbundhaftung erzielt werden.
Die einzelnen Stützelemente sind untereinander durch ihre Basisabschnitte 33 zu einem Integralstützelement verbunden und decken den Bürstenkörper borstenseitig im Bereich der Borsten vollständig ab.
Bei der in den Figuren 2a bis 2c gezeigten Ausführungsfor des Stützelementes ist der Hülsenabschnitt 32 im wesentlichen zylindrisch ausgebildet, so daß sich für das Borstenbündel ein in alle Richtungen gleichartiges Biegeverhalten ergibt. Durch eine entsprechende Gestaltung der Wanddicke des Hülsenabschnittes 32 sowie die Anordnung des Borstenbundels 20 in der Borstenaufnahmeöffnung 31 läßt sich das Biegeverhalten des Systems Borstenbündel/Stützelement in gewünschter Weise und je nach Bedarf beeinflussen. Durch eine exzentrische Anordnung des Borstenbündels in dem Hülsenabschnitt 32, wie bei den in Fig.5 rechts dargestellten Borstenbündeln gezeigt, können beispielsweise die außenliegenden BorstenbUndel, und insbesondere wiederum deren Außenborsten, stärker abgestützt werden als die innenliegenden Borsten bzw. Borstenbündel, so daß die Haltbarkeit der am stärksten beanspruchten Borsten weiter verbessert wird. Zur Beeinflussung der Richtungsabhän- gigkeit des Biegeverhaltens des Borstenbundels 20 kann bei dem in Figur 2a bis 2c gezeigten Ausführungsbeispiel auch eine lediglich teilweise Seitenabstützung durch die Borstenauf- nahmeöffnung 31 vorgenommen werden, wie dies bei dem rechten Borstenbündel in Fig.4 gezeigt ist.
Eine weitere Ausführungsform des Stützelementes 30 ist in Fig.3 gezeigt. Dieses Stützelement unterscheidet sich von der in Fig.2a gezeigten Form vor allem durch seine im wesentlichen kegelstumpfartige Ausbildung. Durch die Abnahme der Wanddicke zum Ende der Borsten hin kann das Biegeverhalten des Systems Borstenbündel/Stützele ent noch homogener als in dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel gestaltet werden. Insbesondere kann hierdurch die Belastung der einzelnen Borsten im Austrittsbereich aus dem Stützelement 30 weiter verringert werden. Zudem ergibt sich durch die konische Ausgestaltung im Übergangsbereich des Hülsenabschnittes 32 zum Ba- sisabschnitt 33 eine geringere Kerbwirkung, so daß auch die Standfestigkeit des Stützelementes 30 weiter verbessert wird.
Für jedes Borstenbündel kann auch ein separates Stützelement 30, das von den Stützelementen der anderen Borstenbündel getrennt ist, vorgesehen werden.
Eine weitere Ausführungsform der Stützelemente 30 ist in Fig.4 gezeigt, die hierbei integral mit einem Vollmaterialkörper ausgebildet sind. Hierdurch ergibt sich von außen der Eindruck einer konventionellen Bürste, die jedoch die bereits beschriebenen Vorteile der vorzugsweise elastischen Seitenabstützung der Borstenbündel 20 besitzt. Wie beispielhaft bei dem in Fig.4 rechten Borstenbündel gezeigt, kann dieses auch nur teilweise seitlich abgestützt werden, um eine richtungsabhängige Biegecharakteristik zu erzielen.
Im folgenden soll nun die Herstellung einer Bürste nach einer in den Figuren 2 bis 4 dargestellten Ausführungsform anhand von Fig.6 genauer beschrieben werden. An dem bereits mit Sacklöchern 11 versehenen Bürstenkörper 10, der vorzugsweise aus einer Kunststoff-Hartkomponente gespritzt wird, werden die Stützelemente 30 angebracht, beispielsweise durch Anspritzen oder aber auch durch ein Klebeverfahren oder ein ähnliches Verfahren, so daß ein tieferes Sackloch entsteht. Zur einfachen und rationellen Fertigung des Bürstenkörpers und der Stützelemente wird hierzu bevorzugt ein Zweikomponenten-Spritzgußverfahren eingesetzt. Zur Erzielung einer ausreichenden Elastizität der Stützelemente 30 werden diese aus einer Kunststoff-Weichkomponente hergestellt. Hierdurch ergibt sich ein Sackloch, dessen oberer Wandabschnitt eine für die Seitenabstützung der Borsten höhere Elastizität besitzt, und dessen unterer Teil eine ausreichende Festigkeit zur Ver- krallung des Ankers 40 aufweist. Die Beborstung des bereits mit den Stützelementen verbundenen Bürstenkörpers 10 erfolgt dann durch das Eintreiben des Ankers 40 mit den darum gefalteten Borsten bzw. Borstenbündeln durch das jeweilige Stützelement 30 hindurch bis in den Bürstenkörper 10 und die dortige Verkrallung bzw. Verklemmung des Ankers und damit des Borstenbünde1s 20.
Zwei weitere Ausführungsformen der Erfindung sind in den Figuren 7 und 8 gezeigt. Hierbei weist das Borstenbündel 20 an seinem zu verankernden Ende eine Verdickung aus angeschmolzenem Borstenmaterial auf, die für eine ausreichende Bündelauszugskraft sorgt. Bei der in Figur 7 gezeigten Ausführungsform ist lediglich die Verdickung 25 der Borstenbündel 20 in der Borstenaufnah- meöffnung 31 des jeweiligen Stützelementes 30 aufgenommen, somit die Borstenbündel in den Stützelementen befestigt. Zur Erhöhung der Bündelauszugskraft wird das Borstenmaterial und das Stützelementmaterial so ausgewählt, daß Verbundhaftung erzielt wird.
Zur Herstellung einer derartigen Bürste mittels Zweikomponenten-Spritzgießverfahren werden die Borstenbündel 20 an ihrem in dem Stützelement 30 zu verankernden Ende angeschmolzen, so daß sich pilzformige Verdickungen 25 bilden. Die Verdickungen werden dann mit Stützelementmaterial umspritzt, die die Verdickdungen umschließt. Anschließend werden die Stützelemente mit dem Bürstenkörper verbunden, der beispielsweise an das bzw. die Stützelemente angespritzt werden kann.
Bei einer weiteren, in Fig.8 gezeigten Ausfuhrungform werden die verdickten Enden der Borstenbündel 20 in dem Bürstenkörper 10 befestigt. Hierzu werden beispielsweise die einzelnen Borstenbündel 20 in vorgefertigte Stützelemente 30 eingebracht, so daß die Verdickungen 25 der einzelnen Borstenbündel 20 aus den Stützelementen 30 herausragen. Die Verdickungen werden anschließend mit einer Kunststoff-Hartkomponente umspritzt, die den Bürstenkörper 10 bildet.
Insbesondere bei der Verwendung der Bürste als Zahnbürste werden die BorstenbUndel durch eine Vielzahl dünner Kunststoffborsten gebildet. Die Erfindung ist jedoch nicht auf Kunststoffborsten beschränkt. Vielmehr können auch Borsten aus Naturfasern eingesetzt werden. Auch kann der Bürstenkörper 10 aus anderem Material als Kunststoff, beispielsweise Holz oder Metall, hergestellt werden. Vorzugsweise sind jedoch alle Teile der Bürste als Kunststoffspritzgußteile herstellbar. Die elastische Seitenabstützung der Borstenbündel 20 durch die Stützelemente 30 kann auch durch eine Kunststoff-Hartkomponente (Werkstoff) erfolgen, deren Elastizität durch die Formgestaltung der einzelnen Stützelemente 30 erzielt wird. Bevorzugt werden hierfür jedoch Kunststoff- Weichkomponenten, die eine Shore-A-Härte kleiner 70 aufweisen, eingesetzt.
Der Begriff Zwei-Komponentenverfahren ist nicht auf die Verwendung von verschiedenen Materialien beschränkt, sondern schließt auch die Möglichkeit ein, gleiches Material beispielsweise mit unterschiedlicher Farbe einzusetzen.

Claims

Patentansprüche:
1. Bürste, vorzugsweise Zahnbürste, mit einem Bürstenkörper (10) und mindestens einem Bündel (20) aus flexiblen Borsten, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Bürstenkörper (10) mindestens ein Stützelement (30) zur seitlichen Abstützung mindestens eines Borstenbündels (20) vorgesehen ist.
2. Bürste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Borstenbündel (20) durch die Stützelemente (20) elastisch abgestützt werden.
3. Bürste nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für jedes Borstenbündel (20) ein eigenes Stützelement (30) vorgesehen ist.
4. Bürste nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , dadurch gekennzeichnet, daß mehrere oder alle Stützelemente (30) integral miteinander verbunden und als Einheit an dem Bürstenkörper (10) vorgesehen sind.
5. Bürste nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützelement (30) einen elastisch verformbaren Hülsenabschnitt (32) aufweist, in dem sich eine Borstenaufnahmeöffnung (31) zur Aufnahme eines Borstenbündels erstreckt, und einen Basisabschnitt (33) , über den der Hülsenabschnitt (32) mit dem Bürstenkörper (10) verbunden ist.
6. Bürste nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Borstenbündel an dem Bürstenkörper (10) befestigt sind und sich durch das jeweilige Stützelement hindurcherstrecken.
7. Bürste nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Borstenbündel mit einem Ende jeweils an dem Stützelement (30) befestigt sind.
8. Bürste nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenkontur des Hulsenabschnittes (32) im wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist.
9. Bürste nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenkontur des Hülsenabschnittes (32) zum Gebrauchsende der Borstenbündel (20) hin verjüngt.
10. Bürste nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere oder alle Stützelemente über ihre jeweiligen Basisabschnitte (33) miteinander verbunden sind.
11. Bürste nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Bürstenkörper (10) und dem jeweiligen Stützelement (30) eine Oberflächenformation (12) zur Vergrößerung der Berührfläche zwischen dem Bürstenkörper (10) und dem jeweiligen Stützelement (30) vorgesehen ist.
12. Bürste nach einem der Ansprüche l bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Stützelement (30) als Spritzgußteil herstellbar ist.
13. Verfahren zur Herstellung einer Bürste mit einem mit mindestens einem BorstenbUndel versehenen Bürstenkörper, vorzugsweise einer Bürste nach einem der Ansprüche l bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Bürstenkörper (10) und die jeweiligen Stützelemente (30) in einem Zweikomponenten- Spritzgußverfahren hergestellt werden.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst die Stützelemente (30) an dem Bürstenkörper (10) angebracht werden und anschließend die BorstenbUndel (20) durch die Stützelemente (30) hindurch in den Bürstenkörper (30) eingeführt und in diesem verankert werden.
15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Borstenbündel (20) an ihren Enden mit Verdickungen (25) versehen werden, die Verdickungen (25) zur Bildung der Stützelemente (30) umspritzt werden, und die Stützelemente (30) mit dem Bürstenkörper (10) verbunden werden.
16. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Borstenbündel (20) in Stützelementen (30) angeordnet und an ihrem einen Ende mit Material zur Bildung des Bürstenkörpers (10) umspritzt werden.
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