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Procédé de fabrication de brosses et brosses ainsi fabriquées
La présente invention est relative à un procédé de fabrication de brosses, en particulier de brosses à dents électriques, de brosses à tête interchangeable et de brosses analogues à plusieurs pièces qui peuvent être reliées à un manche ou poignée, différentes zones de la brosse étant injectées l'une après l'autre. En outre, l'invention est relative à une brosse fabriquée de cette manière.
Les brosses présentant des faisceaux de poils encastrés par injection (procédé in-mould) sont comprises dans l'état de la technique. Par ailleurs il est connu d'injecter successivement des brosses et, en particulier leur corps de brosse avec une poignée constituée de plusieurs composants. Par exemple, on injecte tout d'abord un corps de base et celui-ci est encastré par un autre composant par injection dans des zones déterminées. De tels procédés de fabrication sont décrits, par exemple, dans la DE-A-197 43 556 ou dans la EP-A1 110 478.
En ce qui concerne les brosses à dents électriques et les brosses à tête interchangeable, il existe le problème que celles-ci sont exposées à des sollicitations mécaniques élevées dans leurs zones de raccordement où elles peuvent être reliées à une commande ou à une poignée. Les matières synthétiques thermoplastiques, habituellement utilisées dans le moulage par injection, en particulier le polypropylène (PP), ne sont fréquemment pas satisfaisantes devant ces sollicitations mécaniques de sorte que, par la suite, la transmission de commande ou de couplage en est influencée de manière désavantageuse prématurément.
Certes on pourrait utiliser pour la pièce injectée une matière d'injection de grande valeur, qui puisse être sollicitée, mais cela exige une pression d'injection élevée pour un démoulage exact de la zone de commande et de raccordement. L'inconvénient est que la matière d'injection qui se trouve sous haute pression peut pénétrer dans les
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canaux de réception des faisceaux de poils et également entre leurs fibres et influencer ainsi de manière désavantageuse la qualité des brosses. En outre, la matière d'injection de grande valeur est coûteuse, ce qui a un effet conformément désavantageux sur un article à produire en masse, comme une brosse.
La présente invention a pour but de mettre au point un procédé au moyen duquel on peut fabriquer des brosses qui, d'une part, présentent une pièce de raccordement précise, mécaniquement sollicitable, et, d'autre part, une zone pour les poils qui présente des faisceaux de poils avec une matière de corps de brosse qui enveloppe de manière nette, sans injections excessives.
Pour résoudre ce problème, on propose qu'une pièce de couplage ou d'entraînement de la brosse en une première matière soit injectée dans une opération et une pièce de support de faisceaux de poils en une deuxième matière soit injectée dans une deuxième opération, que, lors de l'injection de la pièce de support, des faisceaux de poils, faisant saillie dans la cavité du moule destinée à la pièce de support, soient encastrés par injection et que les deux pièces soient mutuellement reliées au cours de l'injection de la pièce injectée en dernier lieu, par le processus d'injection.
Ainsi, la matière d'injection satisfaisant les exigences spéciales respectives peut être utilisée pour la pièce de couplage ou de commande et respectivement pour la pièce de support des faisceaux de poils. La fabrication en deux opérations évite une influence mutuelle désavantageuse de prescriptions différentes en ce qui concerne la matière et la pression d'injection ou respectivement le maintien en pression.
De préférence il est prévu que la pièce de couplage ou de commande de la brosse soit injectée dans la première opération et que la pièce de support des faisceaux de poils soit injectée sur la pièce de
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couplage ou de commande, sensiblement d'un côté, dans une opération suivante.
Cette succession dans la fabrication évite un endommagement ou au moins une influence désavantageuse de la matière prévue pour la pièce de support de faisceaux de poils à la suite des pressions élevées qui apparaissent au cours de l'injection de la pièce de couplage ou de commande.
Avantageusement, la pièce de couplage ou de commande des brosses et la pièce de support de faisceaux de poils sont reliées l'une à l'autre sans enveloppement et sans encastrement mutuel par injection. Les deux pièces sont pratiquement reliées l'une derrière l'autre dans une direction, chacune avec une face tournée vers l'autre. Au cours du processus d'injection de la deuxième pièce, le côté de liaison de la première pièce déjà injectée forme une paroi de délimitation de moule de sorte que celle-ci est, au cours du deuxième processus d'injection, alimentée en matière d'injection de la deuxième pièce et est reliée par fusion.
Par ce mode de liaison sans enveloppement, la section transversale complète de la pièce de support de faisceaux de poils est disponible pour les faisceaux de poils, de sorte que ceux-ci peuvent être équipés à faible distance du bord externe. Précisément pour de petites brosses rondes, qui sont utilisées comme pièce de rechange de brosse à dents électrique, une rangée supplémentaire de faisceaux de poils peut être introduite par cette mesure et ainsi améliorer l'effet de nettoyage. En outre, avec une telle brosse "sans bord", on parvient beaucoup mieux dans des zones étroites de la bouche.
Pour améliorer la liaison entre les deux pièces injectées ensemble, au cours du premier processus d'injection destiné à réaliser la pièce de couplage ou de commande de la brosse, le côté de raccordement, sur lequel la partie de support de faisceaux de poils est injectée, peut être pourvu d'un aspect rugueux, d'un profilage, d'évidements ou de
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formations analogues. Cela favorise une liaison durable des deux pièces, même lors de l'utilisation de matières d'injection différentes.
Pour la fabrication de la pièce de support de faisceaux de poils, on met en oeuvre les faisceaux de poils dans des caissons de réception présentant une face interne formant un moule et des trous de réception correspondant à la zone de poils et ces caissons de réception sont amenés comme demi-moules du moule pour la deuxième opération d'injection. Les faisceaux de poils sont, après l'introduction dans les trous de réception des caissons de réception, fondus à leurs extrémités intérieures et une tête d'ancrage plate est ainsi formée.
De tels caissons de réception peuvent être remplis des faisceaux de poils en dehors de la machine de moulage par injection, par exemple par des bobines ou des machines à bourrer avec un compartiment en arc de cercle et avec une matière de poil provenant d'une boîte à matière. En dehors de la machine, les caissons de réception sont mieux accessibles pour le remplissage et ils peuvent ensuite, et éventuellement après la fusion des extrémités internes des faisceaux de poils, être tenus prêts pour l'introduction dans le moule de coulage par injection. Ainsi, le changement de caissons peut être effectué rapidement avec un moule ouvert.
De préférence, il est prévu que plusieurs processus d'injection de même type soient effectués simultanément. Ainsi, on peut préparer des brosses économiquement à grande échelle. Pour cela on peut utiliser des moules ayant, par exemple, 16 cavités ou davantage. Le nombre des caissons de réception mis en oeuvre est alors correspondant. Il est avantageux que plusieurs caissons de réception soient réunis en une barre de caissons parce qu'ainsi la manipulation en est fortement facilitée lors d'un échange.
Une brosse fabriquée selon le procédé décrit précédemment est caractérisée en particulier par le fait qu'elle est constituée d'au moins deux pièces en matières différentes qui sont mutuellement reliées
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par moulage par injection, que l'une des pièces est une pièce de support de faisceaux de poils et que l'autre pièce est une pièce de couplage ou de commande, réalisée sous la forme d'une pièce de précision et présentant des raccords pour une poignée d'une brosse à tête interchangeable ou une pièce de précision avec des éléments de commande pour une brosse à dents électrique.
De préférence, la pièce de support de faisceaux de poils est constituée en particulier de polypropylène et la pièce de couplage ou de commande en une matière synthétique technique, de préférence du polyoxyméthylène (POM) ou du polyacétal semblable.
Des formes de réalisation additionnelles de l'invention sont indiquées dans les autres revendications secondaires. L'invention va être expliquée encore dans la suite avec ses détails essentiels à l'aide des dessins.
La Fig. 1 représente de manière schématique une vue en coupe transversale d'un moule de coulage par injection présentant plusieurs cavités agencées l'une à côté de l'autre.
La Fig. 2 représente un faisceau de poils illustré de manière agrandie, avec une tête d'ancrage adaptée.
Un moule de coulage par injection 1, représenté sur la Fig. 1, présente deux demi-moules 2,3 qui servent au coulage par injection de brosses à dents électriques, lesquelles présentent une pièce de couplage et de commande 4 ainsi qu'une pièce de support de faisceaux de poils 5. Lorsque la brosse est finie, laquelle peut être observée à l'état non encore démoulé à droite à l'intérieur du moule de coulage par injection 1, la pièce de couplage et de commande 4 ainsi que la pièce de support de faisceaux de poils 5 sont mutuellement reliées. De plus, en ce qui concerne la pièce de couplage et de commande 4, on peut observer un encastrement par injection 6 du côté du bord, par exemple en matière élastique comme du caoutchouc.
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Dans une première opération d'injection, on injecte tout d'abord la pièce de couplage et de commande 4. Pour cela il y a, dans la moitié de moule inférieure 3, une cavité correspondante 7 qui, à l'état fermé du moule, est délimitée de la moitié de moule supérieure 2 dans le plan de séparation 8.
En ce qui concerne la pièce de couplage et de commande 4, il s'agit d'une pièce de précision sur laquelle se trouvent par exemple un axe 9 et une roue dentée 10. Pour la fabrication de cette pièce précitée, on opère à une pression d'injection élevée et on utilise, comme matière d'injection, une matière synthétique technique, de grande valeur, de préférence du POM. Pour la préparation de cette pièce, on travaille également avec un maintien en pression élevée pour compenser le retrait de matière qui apparaît. La matière précitée est utilisée à cause de son emploi comme pièce de commande, car cette matière présente une haute ténacité, résistance au bris, dureté et résistance à l'abrasion.
Pour la fabrication de la pièce de support de faisceaux de poils 5, il y a, dans l'autre moitié de moule 2 ou, comme montré dans l'exemple de réalisation, à l'intérieur du caisson de réception 11, une cavité 12 à laquelle se raccordent des trous de réception 13 correspondant à la zone de poils et destinés aux faisceaux de poils 14.
Le caisson de réception 11 présente une face interne 15 qui délimite la cavité 12 et une face externe 16 qui est introduite par un contour identique dans un évidement 17 du demi-moule 2.
Les caissons de réception 11peuvent être ôtés du moule de coulage par injection 1 et ensuite équipés de faisceaux de poils 14 à l'extérieur de la machine. Les caissons de réception 11 garnis sont, lorsque le moule de coulage par injection 1 est ouvert, adjoints à une cavité 7 dotée d'une pièce de couplage et de commande 4 déjà injectée et, après la fermeture du moule, l'injection de la pièce de support de faisceaux de poils 5 a lieu, celle-ci étant simultanément injectée aussi sur
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la face de liaison 18, tournée vers la niche ou cavité 12 du moule, de la pièce de couplage et de commande 4.
Comme la stabilité de la matière utilisée pour la pièce de couplage et de commande 4 est comparativement grande et que la pression d'injection, prévue pour la fabrication de la pièce de support de faisceaux de poils 5, est au contraire comparativement petite, on ne peut pas s'attendre à des influences désavantageuses sur la pièce de couplage et de commande 4 déjà injectée de manière finie. La matière d'injection pour la pièce de support de faisceaux de poils 5 est, de préférence, du polypropylène qui donne aussi, dans le cas de pressions d'injection relativement faibles, un démoulage propre, et qui, d'autre part, évite, par la faible pression d'injection, une pénétration de matière d'injection dans la zone de col des faisceaux de poils, qui se raccorde à la section du faisceau de poils qui est noyée dans la pièce de support 5.
Comme on peut bien l'observer au centre de la Fig. 1, les deux pièces à relier présentent dans l'exemple de réalisation des sections transversales identiques et sont mutuellement reliées du côté frontal. On peut bien reconnaître que la liaison a lieu sans enveloppement ou respectivement sans encastrement mutuel par injection. Il n'y a de ce fait pas de bord, entourant la pièce de support de faisceaux de poils 5, de l'autre pièce de sorte que les faisceaux de poils peuvent être placés d'une manière correspondante jusqu'à juste le bord extérieur 19.
La surface totale de la pièce de support de faisceaux de poils 5 peut ainsi être beaucoup mieux exploitée.
On peut encore mentionner que les faisceaux de poils présentent à leurs extrémités intérieures des têtes d'ancrage plates 20 fondues pour améliorer l'ancrage et en particulier la résistance à l'extraction des faisceaux de poils. L'adaptation des têtes d'ancrage 20 par fusion peut avoir lieu, par exemple, après l'introduction des faisceaux de poils 14 dans les trous de réception 13.
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Lors de la première opération d'injection pour la fabrication de la pièce de couplage et de commande 4, la face de raccordement ou de liaison 18, sur laquelle la pièce de support de faisceaux de poils 5 est injectée, peut être pourvue d'une rugosité, d'un profilage ou d'évidements. Conformément à ces façonnages prévus, le demi-moule 2 présente, dans la zone de la face de liaison 18 et de la position du côté gauche sur la Fig. 1, des contre-profilages correspondants. A côté d'une fusion avec la matière de la pièce de support de faisceaux de poils, il y a ainsi aussi une connexion due à une liaison par la forme. Eventuellement, au cours de ces adaptations, il peut aussi y avoir des contredépouilles de façon qu'il y ait seulement par cela déjà une liaison suffisamment solide, sollicitable.
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Method of manufacturing brushes and brushes thus manufactured
The present invention relates to a method of manufacturing brushes, in particular electric toothbrushes, interchangeable head brushes and similar multi-piece brushes which can be connected to a handle or handle, with different areas of the brush being injected one after the other. In addition, the invention relates to a brush made in this manner.
Brushes having bundles of bristles embedded by injection (in-mold process) are included in the state of the art. Furthermore it is known to successively inject brushes and, in particular their brush body with a handle consisting of several components. For example, a base body is first injected and the latter is inserted by another component by injection into specific zones. Such manufacturing processes are described, for example, in DE-A-197 43 556 or in EP-A1 110 478.
With regard to electric toothbrushes and brushes with interchangeable heads, there is the problem that they are exposed to high mechanical stresses in their connection areas where they can be connected to a control or a handle. Thermoplastic synthetic materials, usually used in injection molding, in particular polypropylene (PP), are frequently unsatisfactory in the face of these mechanical stresses, so that, subsequently, the control or coupling transmission is influenced in such a way that disadvantageous prematurely.
It would be possible to use for the injected part a valuable injection material that can be used, but this requires a high injection pressure for exact demolding of the control and connection zone. The disadvantage is that the injection material which is under high pressure can penetrate the
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receiving channels of the bundles of bristles and also between their fibers and thus disadvantageously influence the quality of the brushes. In addition, the valuable injection material is expensive, which has a disadvantageous effect on a mass-produced article such as a brush.
It is an object of the present invention to provide a method by which brushes can be produced which, on the one hand, have a precise, mechanically usable connecting piece and, on the other hand, an area for the bristles which presents bundles of bristles with a brush-like body material that cleanly surrounds, without excessive injections.
To solve this problem, it is proposed that a coupling part or driving the brush in a first material is injected into an operation and a hair bundle support part in a second material is injected in a second operation, that during the injection of the support member, bundles of bristles, protruding into the mold cavity for the support member, are recessed by injection and the two parts are mutually connected during the injection of the part injected last, by the injection process.
Thus, the injection material satisfying the respective special requirements can be used for the coupling or control part and respectively for the support part of the bundles of bristles. Manufacture in two operations avoids a disadvantageous mutual influence of different requirements with regard to the material and the injection pressure or respectively the pressure maintenance.
Preferably it is provided that the coupling or control part of the brush is injected into the first operation and that the support part of the bundles of bristles is injected onto the
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coupling or control, substantially on one side, in a subsequent operation.
This succession in the manufacture avoids a damage or at least a disadvantageous influence of the material provided for the hair bundle support part as a result of the high pressures that appear during the injection of the coupling or control part.
Advantageously, the coupling or control part of the brushes and the hair bundle support part are connected to each other without wrapping and without reciprocal injection molding. The two pieces are practically connected one behind the other in one direction, each with one side facing the other. During the injection process of the second part, the connecting side of the first part already injected forms a mold delimiting wall so that it is, during the second injection process, fed with injection of the second piece and is fused together.
By this wrapping mode without wrapping, the complete cross-section of the hair bundle support part is available for the bundles of bristles, so that they can be equipped at a short distance from the outer edge. Precisely for small round brushes, which are used as an electric toothbrush replacement part, an additional row of bundles of bristles can be introduced by this measure and thus improve the cleaning effect. In addition, with such a brush "without edge", one achieves much better in narrow areas of the mouth.
To improve the connection between the two parts injected together, during the first injection process for producing the coupling or control part of the brush, the connection side, on which the hair bundle support part is injected , can be provided with a rough appearance, profiling, recesses or
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similar formations. This promotes a durable bond of both parts, even when using different injection materials.
For the manufacture of the hair bundle support part, the bundles of bristles are used in reception chambers having an inner face forming a mold and receiving holes corresponding to the bristle zone, and these receiving chambers are fed as mold half-molds for the second injection operation. The bundles of bristles are, after introduction into the receiving holes of the receiving boxes, melted at their inner ends and a flat anchor head is thus formed.
Such receiving boxes may be filled with bundles of bristles outside the injection molding machine, for example by bobbins or stuffing machines with an arcuate compartment and with a pile material from a box. to matter. Apart from the machine, the receiving boxes are better accessible for filling and they can then, and possibly after the fusion of the inner ends of the bundles of bristles, be held ready for introduction into the injection molding mold. Thus, the change of boxes can be done quickly with an open mold.
Preferably, it is expected that several injection processes of the same type are performed simultaneously. Thus, brushes can be prepared economically on a large scale. For this purpose it is possible to use molds having, for example, 16 cavities or more. The number of reception boxes implemented is then corresponding. It is advantageous for a plurality of receiving boxes to be united in a box bar because in this way the handling is greatly facilitated during an exchange.
A brush made according to the method described above is characterized in particular by the fact that it consists of at least two pieces of different materials which are mutually connected.
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by injection molding, that one of the parts is a bristle support part and that the other part is a coupling or control part, made in the form of a precision part and having couplings for a handle of an interchangeable head brush or a precision piece with control elements for an electric toothbrush.
Preferably, the hair bundle support member is made of polypropylene in particular and the coupling or control part of a technical synthetic material, preferably polyoxymethylene (POM) or similar polyacetal.
Additional embodiments of the invention are indicated in the other secondary claims. The invention will be explained further in the following with its essential details using the drawings.
Fig. 1 schematically represents a cross-sectional view of an injection molding mold having a plurality of cavities arranged next to each other.
Fig. 2 represents a bundle of bristles illustrated in an enlarged manner, with a suitable anchor head.
An injection mold 1, shown in FIG. 1, has two half-molds 2,3 which are used for the injection molding of electric toothbrushes, which have a coupling and control part 4 and a hair bundle support part 5. When the brush is finished , which can be observed in the state not yet demolded to the right inside the injection molding mold 1, the coupling and control part 4 as well as the hair bundle support part 5 are mutually connected. In addition, with regard to the coupling and control part 4, an injection molding 6 can be observed on the edge side, for example made of elastic material such as rubber.
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In a first injection operation, the coupling and control part 4 is firstly injected. For this purpose, there is, in the lower mold half 3, a corresponding cavity 7 which, in the closed state of the mold , is delimited from the upper mold half 2 in the separation plane 8.
With regard to the coupling and control part 4, it is a precision piece on which are for example an axis 9 and a toothed wheel 10. For the manufacture of this aforementioned part, one operates at a injection pressure is high and used as injection material, a technical synthetic material, of great value, preferably POM. For the preparation of this part, one also works with a maintenance in high pressure to compensate the withdrawal of material which appears. The aforesaid material is used because of its use as a control part because this material has a high tenacity, breaking resistance, hardness and abrasion resistance.
For the manufacture of the hair bundle support part 5, there is, in the other mold half 2 or, as shown in the embodiment example, inside the receiving box 11, a cavity 12 to which are connected receiving holes 13 corresponding to the bristle area and intended for the bundles of bristles 14.
The receiving box 11 has an inner face 15 which delimits the cavity 12 and an outer face 16 which is introduced by an identical contour into a recess 17 of the half-mold 2.
The receiving boxes 11 can be removed from the injection molding mold 1 and then equipped with bundles of bristles 14 on the outside of the machine. The filled receiving boxes 11 are, when the injection molding mold 1 is open, joined to a cavity 7 provided with a coupling and control part 4 already injected and, after the closure of the mold, the injection of the a piece of support for bundles of bristles 5 takes place, this being simultaneously injected also on
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the connecting face 18, turned towards the recess or cavity 12 of the mold, of the coupling and control part 4.
As the stability of the material used for the coupling and control part 4 is comparatively large and the injection pressure, intended for the manufacture of the hair bundle support part 5, is on the contrary comparatively small, it is not necessary to can not expect disadvantageous influences on the coupling and control part 4 already injected finitely. The injection material for the hair bundle support member 5 is preferably polypropylene, which also gives, in the case of relatively low injection pressures, a clean mold release, and which, on the other hand, avoids by the low injection pressure, penetration of injection material in the neck area of the bundles of bristles, which is connected to the section of the bundle of bristles which is embedded in the support part 5.
As can be seen in the center of FIG. 1, the two parts to be connected have in the embodiment of the same cross sections and are mutually connected to the front side. It can be clearly recognized that the connection takes place without wrapping or respectively without mutual embedding by injection. There is thus no edge, surrounding the bristle support part 5, of the other part so that the bundles of bristles can be placed correspondingly to just the outer edge. 19.
The total area of the hair bundle support member 5 can thus be much better exploited.
It may further be mentioned that the bundles of bristles have at their inner ends flat mooring anchor heads for improving the anchoring and in particular the resistance to extraction of the bundles of bristles. The adaptation of the anchoring heads 20 by fusion can take place, for example, after the introduction of the bundles of bristles 14 into the receiving holes 13.
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During the first injection operation for the manufacture of the coupling and control part 4, the connection or connection face 18, on which the hair bundle support part 5 is injected, can be provided with a roughness, profiling or recesses. In accordance with these intended shaping operations, the half-mold 2 has, in the area of the connecting face 18 and the position of the left-hand side in FIG. 1, counter-profiling corresponding. Next to a fusion with the material of the hair bundle support member, there is thus also a connection due to a connection by the shape. Possibly, during these adaptations, there can also be counterpoisings so that there is only for that already a connection sufficiently solid, solicitable.