Klammern für eine derartige Bürste

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bürste mit einem Träger aus Bambusmaterial zur Anordnung von Borstenbüscheln, wobei der Träger eine Mehrzahl von Büschellöchern aufweist, die jeweils zur Aufnahme eines Borstenbüschels dienen, wobei die Borstenbüschel j eweils mittels einer Klammer in einem Büschelloch befestigt sind, wobei die Klammern zur Ausbildung von an beiden Längsenden ausgebildeten Klammerüber- ständen eine Länge 1 aufweisen, die größer ist als der Durchmesser D des Büschellochs, und die Klammern auf zumindest einer von zwei einander gegenüberliegenden Längsseiten zumindest im Bereich der Klammerüber- stände zumindest zwei in Richtung der Hochachse übereinander angeord nete und sich nach oben erweiternde Keile aufweisen, wobei an einem unteren Ende des unteren Keils ein in seiner Breite gegenüber der Breite der Klammer reduziertes Einpressende der Klammer ausgebildet ist. Darüber hinaus betrifft die Erfindung einen Draht zur Ausbildung von Klammern für eine derartige Bürste.

Aus der WO 98/05238 ist eine Bürste mit einem Träger aus Kunststoff material bekannt, der in Büschellöchern mit Drahtklammern befestigte Borstenbüschel aufweist. Die hierzu eingesetzten Drahtklammern weisen ein zu einer Klammerhochachse symmetrisches Doppelkeilprofil auf, bei dem aufeinander gegenüberliegenden Längsseiten zwei in Richtung der Klammerhochachse übereinander angeordnete sich nach oben erweiternde Keile angeordnet sind. Am unteren Ende des unteren Keils ist ein in seiner Breite der Breite der Klammer entsprechendes Einpressende ausgebildet, das im Hinblick auf einen an dem Borstenbüschel ange schmiegten und die Bürstenbüschel möglichst nicht verletzenden Kontakt über seine gesamte Breite abgerundet ausgebildet ist, sodass der Borsten büschel Li-förmig zwischen der Drahtklammer und dem umgebenden Kunststoffmaterial des Trägers aufgenommen ist. Im Gegensatz zu die dem über seine gesamte Breite abgerundeten Einpressende sollen durch die keilförmige Ausgestaltung der Längsseiten der Klammer an den Rändern scharfkantige Nuten ausgebildet werden, die einen sägezahnarti gen Querschnitt bilden, um eine entsprechende Verankerung in dem Kunststoffmaterial des Trägers zu ermöglichen.

In Versuchen der Anmelderin hat sich herausgestellt, dass derartig ausgebildete Drahtklammern zur Verankerung von Borstenbüscheln in Büschellöcher eines aus Bambusmaterial hergestellten Trägers wenig geeignet sind, wobei die Ursache hierfür offensichtlich in dem im Ver gleich zu einem Kunststoffmaterial mangelhaften Kriechverhalten des Bambusmaterials zu sehen ist. In der WO 98/05238 wird die mit der bekannten Drahtklammer im Kunststoffmaterial erzielte Verankerungs wirkung darauf zurückgeführt, dass das Kunststoffmaterial aufgrund seines Kriechverhaltens bei seiner plastischen Verformung die durch das Doppelkeilprofil ausgebildeten scharfkantigen Nuten ausfüllt.

Bei einer Verwendung der aus der WO 98/05238 bekannten Drahtklam mern zur Verankerung von Bürstenbüscheln in einem Träger aus Bam busmaterial hat sich gezeigt, dass - offensichtlich aufgrund der unzurei chenden plastischen Verformung - nicht die für eine zuverlässige Befes- tigung der Borstenbüschel im Träger geforderten Auszugskräfte erreicht werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Bürste vorzuschla gen, die bei einem Träger aus Bambusmaterial zur Anordnung von Borstenbüscheln die Erzielung hinreichender Auszugskräfte ermöglicht, also auch bei einer Bürste mit einem Träger aus Bambusmaterial die gewünschte zuverlässige Befestigung von Borstenbüscheln im Träger ermöglicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe weist die erfindungsgemäße Bürste die Merkmale des Anspruchs 1 auf. Ein Draht, der die Ausbildung von Klammern ermöglicht, welche zur Herstellung einer derartigen Bürste geeignet sind, weist die Merkmale des Anspruchs 15 auf.

Bei der erfindungsgemäßen Bürste mit einem Träger aus Bambusmaterial zur Anordnung von Borstenbüscheln, wobei der Träger eine Mehrzahl von Büschellöchern aufweist, die jeweils zur Aufnahme eines Borstenbü schels dienen, wobei die Borstenbüschel jeweils mittels einer Klammer in einem Büschelloch befestigt sind, wobei die Klammern zur Ausbil dung von an beiden Längsenden ausgebildeten Klammerüberständen eine Länge 1 aufweisen, die größer ist als der Durchmesser D des Büschel lochs, und die Klammern auf zumindest einer von zwei einander gegen überliegenden angeordneten Längsseiten zumindest im Bereich der Klammerüberstände zumindest zwei in Richtung der Hochachse überein ander angeordnete und sich nach oben erweiternde Keile aufweisen, wobei die oberen Enden der Keile in Längsrichtung der Klammer verlau fende Rastabsätze ausbilden, ist an einem unteren Ende des unteren Keils ein in seiner Breite gegenüber der Breite der Klammer reduziertes Einpressende der Klammer ausgebildet.

Bei der Befestigung des Borstenbüschels wird die Klammer mit den am Einpressende anliegenden Borstenbüschel in das Büschelloch einge presst, so dass die an den Längsenden der Klammer gegenüber dem Durchmesser der Büschellöcher ausgebildeten Klammerüberstände in das Bambusmaterial eindringen. Das erfindungsgemäß am unteren Ende des unteren Keils in seiner Breite gegenüber der Breite der Klammer redu zierte Einpressende der Klammer weist eine im Vergleich zur Klammer- breite schmale Front auf, die ermöglicht, dass die unidirektional ange ordneten Faserbündel des Bambusmaterials auseinandergespreizt werden können, ohne dass die Bambusfasern beim Einpressen zerstört werden. Vielmehr gleiten die Faserbündel beim Einpressvorgang entlang der Keilflächen, um aufgrund elastischer Rückstellkräfte in durch die über- einanderliegende Anordnung der Keile ausgebildete Rastnuten zurückzu federn.

Wenn das Einpressende durch das untere Ende des unteren Keils ausge bildet ist, kann das Einpressende eine entsprechend dem Keilwinkel geneigte Einpressflanke aufweisen. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Einpressende als ein am unteren Ende des unteren Keils ausgebildeter Fortsatz ausge bildet, so dass die Einpressflanken einen vom Winkel der Keilfläche abweichenden Flankenwinkel aufweisen können. Vorzugsweise sind die Einpressflanken parallel zur Hochachse der Klammer. Als besonders vorteilhaft hat es sich herausgestellt, wenn die Breite des Einpressendes das 0,5-fache bis 1,5-fache der Breite eines Rastabsatzes beträgt, so dass die elastischen Rückstellkräfte ein Anschmiegen der Bambusfasern an die Klammer nach vorherigem Auseinanderspreizen durch das Einpressende ermöglichen. Ebenfalls vorteilhaft im Hinblick auf eine im Nachgang zu dem Ausein anderspreizen an die Klammer angeschmiegte Anordnung der Bambusfa sern wirkt sich aus, wenn die Höhe der Keile das 4 bis 8-fache der Breite des Einpressendes beträgt. Als besonders vorteilhaft hat sich herausgestellt, wenn zur Ausbildung von Rastnuten benachbarte Keile durch Zwischenstücke voneinander be- abstandet sind, die einen Nutgrund ausbilden, derart, dass eine vom Nut grund ansteigende Keilfläche des oberen Keils eine Nutflanke und der Rastabsatz des unteren Keils eine gegenüberliegende Nutflanke ausbil det. Hierdurch ist zwischen den Keilen ein Zwischenraum ausgebildet, der zur Ausfüllung durch das Bambusmaterial zur Verfügung steht und eine möglichst große Kontaktfläche für einen Formschluss zwischen dem Bambusmaterial und der Klammer ausbildet. Gleichzeitig ermöglicht die durch die Rastnut ausgebildete vergrößerte Kontaktfläche einen entspre chend erhöhten Reibschluss zwischen dem Bambusmaterial und der Klammer, wobei beide Effekte zu einer Erhöhung der Auszugskraft beitragen.

Vorzugsweise weist der Nutgrund eine Breite zwischen 0,05 und 0,6 mm auf; besonders bevorzugt eine Breite zwischen 0,2 und 0,4 mm.

Weiterhin hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Rastnuten ein zur Klammerhochachse parallelen Nutgrund aufweisen.

Eine die Faserstruktur der Bambusfasern möglichst schonende elastische Rückstellung der Fasern in die Rastnuten wird möglich, wenn ein zwi schen einem Keil und dem Rastabsatz ausgebildeter Übergang als konve xe Übergangskante ausgebildet ist. Die Ausbildung scharfkantiger Nuten, wie es beim Stand der Technik der Fall ist, wird somit vermieden.

Eine weitere im Hinblick auf reduzierte Einpresskräfte vorteilhafte Ausführungsform, die eine über die gesamte Höhe der Klammer mög lichst gleichbleibend angeschmiegte Anordnung der Bambusfasern gegen die Klammer unterstützt, wird ermöglicht, wenn der jeweils obere von zwei übereinander angeordneten Keilen einen Rastabsatz mit einer größeren Breite aufweist als der durch den unteren Keil gebildete Ra stabsatz. Vorzugsweise weist der Rastabsatz des j eweils oberen Keils eine zwi schen 5% und 15% größere Breite als der Rastabsatz des jeweils unteren Keils auf.

Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform der Bürste, bei der die Klammer symmetrisch zur Hochachse ausgebildet ist, derart, dass die jeweils auf einander gegenüberliegenden Längsseiten ausgebildete Keile ein symmetrisches Doppelkeilprofil ausbilden, so dass beim Einpressvor gang Kräfte quer zur Hochachse vermieden werden können und eine definierte Ausrichtung der Klammer im Träger erleichtert wird. Die erfindungsgemäß ausgebildete Bürste ermöglicht die Bereitstellung einer Bürste, bei der hinreichende Auszugskräfte bereits mit relativ geringeren Klammerüberständen erzielbar sind, so dass eine sehr hohe Borstenbüscheldichte erreichbar ist mit einer Vielzahl von in relativ geringem Abstand zueinander angeordneten Büschellöchern, so dass die erfindungsgemäße Bürste sich in besonderer Weise zur Ausgestaltung als Zahnbürste eignet.

Bei dem erfindungsgemäßen Draht, der zur Ausbildung von Klammern für eine erfindungsgemäße Bürste geeignet ist, weist der Draht auf zumindest einer von zwei einander gegenüberliegenden Längsseiten in Richtung der Hochachse übereinander angeordnete und sich nach oben erweiternde Keile auf, wobei die oberen Enden der Keile in Längsrich tung des Drahts verlaufende Rastabsätze ausbilden und an einem unteren Ende des unteren Keils ein unterer Drahtrand ausgebildet ist, der eine gegenüber der Drahtbreite reduzierte Breite aufweist. Vorzugsweise ist der Drahtrand durch das untere Ende des unteren Keils ausgebildet.

Vorzugsweise ist der Drahtrand als ein am unteren Ende des unteren Keils ausgebildeter Fortsatz ausgebildet. Vorzugsweise beträgt die Breite des Drahtrands das 0,5-fache bis 1,5-fa- che der Breite eines Rastabsatzes.

Vorzugsweise beträgt die Höhe der Keile das 4 bis 8-fache der Breite des Drahtrands. Besonders bevorzugt ist es, wenn zur Ausbildung von Rastnuten benach barte Keile durch Zwischenstücke voneinander beabstandet sind, die einen Nutgrund ausbilden, derart, dass eine vom Nutgrund ansteigende Keilfläche des oberen Keils eine Nutflanke und der Rastabsatz des unteren Keils eine gegenüberliegende Nutflanke ausgebildet. Vorzugsweise weist der Nutgrund eine Breite zwischen 0,05 und 0,6 mm auf; besonders bevorzugt eine Breite zwischen 0,2 und 0,4 mm.

Vorzugsweise weisen die Rastnuten eine zur Hochachse des Drahts parallelen Nutgrund auf.

Vorzugsweise ist ein zwischen einer Keilfläche und einem Rastabsatz ausgebildeter Übergang als konvexe Übergangskante ausgebildet.

Vorzugsweise weist der j eweils obere von zwei übereinander angeordne ten Keilen einen Rastabsatz mit einer größeren Breite auf als der durch den unteren Keil gebildete Rastabsatz.

Vorzugsweise ist der Draht symmetrisch zu einer Hochachse ausgebildet, derart, dass die jeweils auf den gegenüberliegenden Längsseiten ausge bildeten Keile ein symmetrisches Doppelkeilprofil ausbilden.

Als besonders vorteilhaft hinsichtlich der Erzielung möglichst großer Auszugskräfte hat sich herausgestellt, wenn der Draht eine Messing-, Neusilber- oder Aluminiumlegierung aufweist. Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform der Bürste unter Verwendung einer bevorzugten Ausführungsform des Drahts unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine als Zahnbürste ausgebildete Ausführungsform der Bürs te in isometrischer Darstellung;

Fig. 2 einen Bürstenkopf, der in Fig. 1 dargestellten Bürste mit in Büschellöcher eines Bürstenkopfs eingepressten Klammern;

Fig. 3 eine Klammer in isometrischer Darstellung;

Fig. 4 eine Schnittdarstellung der in Fig. 3 dargestellten Klammer gemäß Schnittlinienverlauf IV-IV in Fig. 3;

Fig. 5 eine Teilschnittdarstellung des in Fig. 2 dargestellten Bürs tenkopfs gemäß Schnittlinienverlauf V-V in Fig. 2;

Fig. 6 eine Teilschnittdarstellung des in Fig. 2 dargestellten Bürs tenkopfs gemäß Schnittlinienverlauf VI-VI in Fig. 2.

Fig. 1 zeigt eine im dargestellten Ausführungsbeispiel als Zahnbürste ausgeführte Bürste 10, die einen hier als Bürstenkopf ausgebildeten Träger 1 1, der in Fig. 2 in Draufsicht dargestellt ist, mit einer hier rasterförmig angeordnete Vielzahl von Büschellöchern 12 aufweist, die jeweils mit einem Borstenbüschel 13 bestückt sind, der mittels einer Klammer 14 im Büschelloch 12 verankert ist.

Die in den Fig. 3 und 4 dargestellte Klammer 14 ist aus einem Teilstück eines Drahts hergestellt, der im Fall des dargestellten Ausführungsbei spiels auf beiden der einander gegenüberliegenden Längsseiten 15, 16 symmetrisch zu einer Hochachse 17 vier in Richtung der Hochachse 17 übereinander angeordnete Keile 18, 19, 20 und 21 aufweist, wobei die Keile 18, 19, 20 und 21 im Fall des vorliegenden Ausführungsbeispiels eine übereinstimmende Höhe h ₂ aufweisen und in Längsrichtung der Klammer 14 verlaufende Rastabsätze 22, 23, 24 und 25 ausbilden. Wie insbesondere die Fig. 4 zeigt, erweitern sich die Keile 18, 19, 20, 21 zu die Rastabsätze 22, 23, 24, 25 ausbildenden oberen Enden hin, wobei zwischen den in Richtung der Hochachse 17 benachbarten Keilen 18 und 19 sowie den Keilen 19 und 20 und den Keilen 20 und 21 jeweils ein Zwischenstück 26 ausgebildet ist, das eine durch das untere, verjüngte Ende der Keile 19, 20 und 21 definierte Breite bi und eine Höhe hl aufweist. An einem unteren Ende des unteren Keils 18 ist ein Einpres sende 27 ausgebildet, das bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sowohl in der Breite bi als auch in der Höhe hi mit dem Zwischenstück 26 übereinstimmt.

Zwischen den in Richtung der Hochachse 17 benachbarten Keilen 18, 19 und 19, 20 sowie 20 und 21 ist jeweils eine Rastnut 28 ausgebildet, wobei durch die Zwischenstücke 26 jeweils ein Nutgrund 29 gebildet ist, wobei eine vom Nutgrund 29 ansteigende Nutflanke 30 durch eine Keilfläche 30 des jeweils oberen Keils 19, 20 bzw. 21 und eine gegen überliegende Nutflanke 31 durch den Rastabsatz 22, 23 bzw. 24 gebildet ist.

Wie insbesondere Fig. 4 weiter zeigt, weisen die Rastabsätze 22, 23, 24 und 25 der in Richtung der Hochachse 17 übereinander angeordneten Keile 18, 19, 20 und 21 eine zunehmende Breite b ₂ , b ₃ , b ₄ und b ₅ auf, wobei aufgrund der zur Hochachse 17 symmetrischen Anordnung der Keile 18, 19, 20 und 21 ein oberer von den Rastabsätzen des obersten Keils 21 gebildeter Drahtrand 32 die zweifache Breite b ₅ aufweist. Im Gegensatz zu dem durch die Rastabsätze 25 ausgebildeten oberen Drahtrand 32, der gleichzeitig die Dicke b der Klammer bestimmt, weist das durch einen unteren Drahtrand 41 ausgebildete Einpressende 27 die reduzierte Dicke bi auf.

Wie in den Fig. 5 und 6 dargestellt, werden die Borstenbüschel 13 derart in den Büschellöchern 12 gehalten, dass die Borstenbüschel 13 in ein Ei förmig an die Längsseiten 15, 16 und das Einpressende 27 angeschmieg ten Anordnung zusammen mit der Klammer 14 so im Büschelloch 12 aufgenommen sind, dass parallel verlaufende Büschelstränge 33, 34 je weils zwischen einer Längsseite 15, 16 der Klammer 14 und einer Loch wand 35 aufgenommen sind. Bei einem zur Erzielung dieser Anordnung erforderlichen Einpressvorgang wird das um das Einpressende 27 herum geführte Borstenbüschel 13 in Richtung der Hochachse 27 in das Bü schelloch 12 eingeführt, wobei gleichzeitig durch Längsenden 36, 37 der Klammer 14 gebildete, den Durchmesser D des Büschellochs 12 überra gende Klammerüberstände 38, 39 (Fig. 2) in Richtung der Hochachse 17 in das das Büschelloch 12 begrenzende Bambusmaterial des Trägers 11 eingepresst werden, derart, dass, wie in Fig. 6 dargestellt, eine im Wesentlichen bündige Anordnung des oberen Drahtrands 32 in einer Trägeroberfläche 40 erzielt wird.

Wie aus Fig. 6 hervorgeht, ermöglichen die zwischen den in Richtung der Hochachse 17 benachbarten Keilen 18, 19 und 19, 20 sowie 20, 21 ausgebildeten Rastnuten 28 die Ausbildung eines Freiraums zwischen dem Rastabsatz 22, 23, 24 des jeweils unteren Keils und dem unteren Ende des jeweils oberen Keils, den die unidirektional im Bambusmaterial ausgebildeten und im Wesentlichen parallel zu den Längsseiten 15, 16 und in Richtung der Längsachse der Klammer 14 orientierten Fasersträn ge F des Bambusmaterials nach einem im Verlauf des Einpressvorgangs vorausgegangenen Auseinanderspreizen der Faserstränge F bedingt durch elastische Rückstellkräfte großräumig ausfüllen können, so dass zwi schen der Klammer 14 und dem Bambusmaterial ein entsprechender Formschluss ausgebildet ist.

Wie Fig. 6 auch deutlich erkennen lässt, ermöglicht die in Richtung der Hochachse 17 übereinander liegende Anordnung der Keile 18, 19, 20, 21 in Kombination mit einer in Richtung der Hochachse 17 ausgehend vom Einpressende 27 zum oberen Drahtrand 32 hin zunehmenden Breite der Rastabsätze 22, 23, 24, 25 die Ausbildung eines in Fig. 4 durch den gestrichelten Linienverlauf angedeuteten, insgesamt keilförmigen Klam- merquerschnitts 42. Die Klammer 14 weist somit einen aus keilförmigen Abschnitten zusammengesetzten keilförmigen Gesamtquerschnitt auf.

Wie sich in Versuchen zur Messung der Auszugskräfte, die erforderlich sind, um mittels der Klammer 14 entsprechend der Darstellungen in den Fig. 5 und 6 in Büschellöchern 12 befestigte Borstenbüschel 13 aus dem Träger 10 zu entfernen, herausgestellt hat, ermöglicht die Ausbildung der Klammer 14 mit einem keilförmigen Gesamtquerschnitt, der, wie in Fig. 4 dargestellt ist, aus in Richtung der Hochachse 17 übereinander angeordneten keilförmigen Teilabschnitten zusammensetzt ist, eine wesentliche Steigerung der Auszugskräfte im Vergleich zu einer entspre chend der WO 98/05238 ausgebildeten Klammer.

Bei einer zur Klammerherstellung verwendeten identischen Drahtlegie rung aus CuZn37, übereinstimmenden Abmessungen der Klammern mit einer Höhe h = 2mm und einer Breite b= 0,3mm konnte eine Steigerung der Auszugskräfte um mehr als 30% erzielt werden. Zusätzlich zu dieser Erhöhung der Auszugskräfte konnte aufgrund des in den Fig. 5 und 6 dargestellten, keilförmig ausgebildeten Gesamtquerschnitts das Klam mergewicht um mehr als 7% reduziert werden.