CN103037734A - 制造刷子的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及制造刷子的方法和装置。一种借助装置来制造刷子的方法，包括以下步骤：或是设置至少一个预制的底座(14)，许多刷毛簇(16)被固定在该底座上并且该底座形成成品刷子的一部分，其中，在该底座(14)的背面上施加独立的支承层(30)，或是设置至少一个预制的底座(14)，它是通过包封压注具有事先相互熔合的刷毛端的多个刷毛簇(16)来形成的；将植毛后的底座(14)输送至并定位在注塑模具中，其中，每个底座(14)如此平放在该注塑模具的半模的型腔(46)内，即，每个底座以其边缘位于从相应型腔(46)出发的开口(48)的边缘上，并且所述刷毛簇(16)伸入该开口(48)中；从背面将刷子部分喷注到该底座上。

Description

制造刷子的方法和装置

技术领域

本发明涉及制造刷子的方法和装置。

背景技术

已知各种各样的刷子制造方法。通常，刷体配设有排列的孔(“孔图案”或“孔图”)，它们对应于期望的刷毛排列。随后，刷毛束或刷毛簇被装入刷体的这些孔中并借助被压入的小金属锚钉或借助打结被锚固于孔中。

在只是近年来投入使用且本发明也涉及的替代的刷子制造方法中，该方法也称为AFT法(无锚毛束固定法)，刷毛簇被固定在刷头小片(以下称为“底座”)上，无需使用打结或铆钉，底座随后被装入刷体或柄中或者被固定在其上。在AFT法的一个变型中，制造出具有孔图的刷柄，孔图对应于期望的刷毛簇图案。刷毛簇随后被装入这些孔并被固定在刷柄上。刷毛簇的固定端随后用小片盖住。底座在从背面喷注上塑料材料之后成为刷子的一部分。

刷子制造中的一个重要复杂的步骤是所谓的底座植毛。在这里，在植毛机中使用金属承载件(称为孔板)，其具有与底座孔图相同的孔图并被用作刷毛簇导向机构且有时用作刷毛簇保持机构。该承载件连同植毛后的底座被送往注塑模具并在那里作为一个半模的一部分，这个半模与另一个半模一起限定用于注塑的型腔。

植毛机和注塑模具通过承板就物料流而言相互衔接并且就生产节奏而言相互协调。

发明内容

本发明的任务是灵活且低成本地制造刷子。

该任务将通过一种借助装置来制造刷子的方法完成，该方法的特点是包括以下步骤：

a)或是设置至少一个预制的底座，多个刷毛簇被固定在底座上并且该底座形成成品刷子的一部分，其中，在底座背面施加单独的支承层；或是设置至少一个预制的底座，它是通过包封压注具有事先相互熔合的刷毛端的多个刷毛簇来形成的，

b)将植毛后的底座输送到并定位于注塑模具中，每个底座如此平放在注塑模具的半模型腔内，即，每个底座以其边缘位于从相应型腔的开口的边缘上，并且所述刷毛簇伸入到该开口中，和

c)从背面将刷子部分喷注到该底座上。

优选以全自动方式将植毛后的底座输送到并定位在注塑模具中。

根据本发明的尤其利用本发明方法制造刷子的装置的特点是具有包括半模的注塑模具，半模有至少一个型腔，用以容纳植毛后的底座，其中，该型腔具有用于容纳多个且最好是所有刷毛簇的开口以及具有包围该开口的用于安放支承该底座的支承边缘。因为底座在边缘侧抵靠该半模并在边缘内侧具有开口，所以与现有技术不同，底座不是完全支承的，而是在边缘内侧优选完全或至少绝大部分未被支承。

通过本发明，显著降低制造承板所需要的成本，承板不再移向注塑模具，由此，注塑模具和植毛机的生产节奏无须再强制相关联。因此，本发明方法提出无孔板地输送、定位和背面包封压注该底座。在注塑模具内不再有具有许多孔的复杂孔板，孔的数量对应于底座中的开口数量。孔板迄今在注塑模具中也用于相对薄的塑料底座的支承，以承受注射压力。而在本发明方法和本发明装置中，在注塑模具的半模内在要注射出的型腔区域里设有开口(优选唯一的开口)，所述多个刷毛簇伸入该开口。该底座优选仅或几乎仅以其环绕边缘抵靠从型腔出发的开口的边缘且优选仅在此边缘处被支承。

为了经受住注射压力，根据一个替代方案，在注塑之前规定了在背面喷注单独的支承层，支承层与植毛后的底座形成预制单元并导致更高的抗弯强度。

本发明的另一可选方案规定，刷毛簇的刷毛端首先相互熔合，这通常在配备有刷毛簇的且制造复杂的孔板中进行。随后，将该孔板送入注塑模具，用于包封压注刷毛簇。得到类似于板的底座，刷毛簇在其熔化部位以形状配合方式可靠嵌埋入该底座。该底座在现有技术中也总是连同承板或孔板被送入另一个注塑模具或者注塑模具的另一个工站。承板用于在刷体(头和杆)注塑时承受注射压力。但本发明规定，具有刷子孔图的承板在刷体制造时不再作为支承板设于注塑模具内。在这里，也正好如上所述，该底座在半模型腔内的开口的边缘处支承。刷毛簇伸入该开口，该开口因为其尺寸缘故而能很容易制造。通过毛簇的包封压注，得到了非常稳固的板(底座)，其能经受住注射压力，不过在这里底座也最好没有在边缘内支承或者至少绝大部分没有支承。

本发明如上所述涉及刷子的无锚制造。许多刷毛簇不同于孔板在注塑时不是通过侧压配合单独保持在孔板的孔内，而是自由伸入半模的开口并由底座保持。

底座最好在边缘侧被保持在该空腔内。

根据优选实施方式，底座以其边缘完整环绕地安放在同样完整环绕的开口边缘上，结果，获得了密封效果。

该支承层的喷注优选在一个单独的装置或工站内进行，随后是在上述半模中进行最后的注塑。

通过孔板不再在植毛机和注塑模具之间循环的本发明方法，整个制造和整个装置利用明显更少的孔板就够了。

当然，每个孔板应该能容纳多个底座，就是说，每个孔板设有多个并排的且或许也排成多列的型腔。

现在也可以将植毛后的底座(在支承层施加之前或之后)存放在中间存储器或缓冲存储器中。因而，在对注塑模具或植毛机进行维护时，不会出现各自另一机器的停机，这总体上显著提高了灵活性。另外，植毛后的底座也可以是外购的。

根据优选实施方式，底座在开口区域内在注射时保持不支承。作为替代方式，开口内的点状或线状的支承凸起可压靠该底座，以便在注射时支承它。

一个优选实施方式在此规定，支承凸起朝向底座呈锥形、甚至优选呈尖形收缩。为此，它们可以不损伤刷毛地在相邻刷毛之间移动。

根据一个优选实施例，所述背面(背面是就刷毛而言具有固定的刷毛端的那一侧)突出的毛簇端粘结或熔合，例如通过热风、热辐射或接触热(热工具的压紧)。熔化的毛簇端的接触和板压就如下而言是有利的，出现一个致密的且优选完整的由熔融塑料构成的面。该密封性对随后的注塑是有利的。

该支承层优选是以面的形式就是说在优选实施例中是整面涂覆的。最多贴靠半模的底座边缘保持未被覆盖。

但也可以如此形成该支承层，尚未被固定的刷毛簇在背面通过包封压注利用支承层被固定在底座上。在此实施方式中，支承层施加步骤同时用于将毛簇固定在底座上。

因为刷毛簇部分一直延伸到底座边缘附近，所以可能有利的是，在注塑模具上使用所谓的引入工具。该引入工具略微向内压缩刷毛，以便容易将刷毛引入该半模的共同开口中。由此一来，不会有刷毛在开口边缘悬垂弯曲。

如上所述，优选在本发明装置的半模内有多个型腔，用于提高整个装置的出件率。

具有至少一个型腔的半模也可以并且优选地由多个部分构成。可以使用第一和第二模具部和或许还有其它的模具部，它们尤其具有多个并列的型腔或者成排的型腔。对应于一个刷子的型腔随后被分为多个部分，例如在第一模具部内的一个部分和在第二模具部内的一个部分。这些型腔彼此相交并且构成半模的总型腔。但是，第一模具部可以与第二模具部分开并且作为用于安置于其中的一个或多个底座的输送机构。为此，第一模具部可以与第二模具部无关地首先配备该植毛后的底座并且随后才接合至第二模具部，即紧接在注塑之前。但是，因为第一模具部因没有孔图而很容易制造，所以，可以比较廉价地制造和使用多个第一模具部，这明显改善整个装置的生产节奏时间和灵活性。

可以在植毛机和注塑模具之间设置分离站，以使植毛机又能快速开放以用于装入尚未植毛的底座。

也能以在随后多个工站中的一个独立工站所包含的注塑模具的形式构成的涂覆工具应安置在植毛机和注塑模具之间，就是说可能是在此进行涂覆的植毛底座的上述喷溅的工站。在涂覆工具或此涂覆工站内涂覆上该支承层。

要注意的是，根据优选实施方式，在注塑模具中注入所谓的刷体，刷体可以是单组件或多组件的。刷体一般是刷柄、刷颈和刷头的一部分。刷头的另一部分由该底座构成。

但也可以想到这样的实施方式，尤其在廉价刷子情况下，其中，底座本身已几乎具有整个头部和基本上整个刷柄或刷杆。底座随后在背面在多个步骤中至少在头部区域内被覆盖，即首先在已安装好的刷毛簇的区域内用支承层并用注塑的类似盖子的部分，其覆盖该支承层。该部分当然随后也构成刷子的一部分。

附图说明

从以下的说明和所参照的附图中得到本发明的其它特征和优点，附图所示为：

图1是植毛机的立体俯视图，它可以是根据本发明的刷子制造装置的一部分；

图2是孔板的俯视图，它被用在根据图1的植毛机中；

图3示出了在植毛前的根据图2的孔板连同装入的底座；

图4示出了包括植毛后的底座的根据图3的视图；

图5示出了在植毛后的用于熔化刷毛端的方法步骤；

图6示出了尚打开的涂覆工具，此时植毛后的底座在背面配备有支承层；

图7示出了施加支承层后的图6的涂覆工具，但上部被取掉；

图8示出了随后的方法步骤，在这里从孔板中取出植毛后的底座；

图9是作为本发明装置一部分的注塑模具的模具部的俯视图；

图10示出了图9的替代实施方式，在这里支承凸起附加地伸入模具部的开口中；

图11以立体俯视图示出了在注塑模具区域内快要装入植毛后的底座前的本发明装置的下部；

图12示出了装在模具部中的底座；

图13示出了根据图12的模具部的仰视图；

图14是本发明装置在将第一模具部装到第二模具部中时在注塑模具区域内的立体图；

图15示出根据图14的在注射过程后打开的注塑模具；

图16-图19示出利用有所改动的装置而略作改动的本发明实施方式的多个方法步骤。

具体实施方式

图1示出了由多个模具和工站构成的刷子制造装置的所谓的孔板10。孔板10由金属构成，优选具有多个非常精确地制造的空腔12，刷子在此是牙刷，其预制底座14被置入该空腔中。底座14用于无锚地固定刷毛簇。底座14优选具有朝上搁放的环绕边缘以及用于由刷毛簇填充的孔图。空腔12也具有相应的孔图。这种具有孔图的空腔的制造很复杂，一般通过电火花线切加工或坐标研磨来实现。

随后，在所谓的植毛机中以刷毛簇填充该底座，就像例如在EP0972465B1中示出的那样。孔板10作为输送体并也用于承放和引导伸入孔板内的相应孔中的刷毛簇。伸入孔中的刷毛簇部分是随后突出于刷子的刷毛部分。

图2从上方示出了孔板10的孔图。

图3示出被装入相应空腔12内的底座14，在此能清楚看到底座14精确配合地容纳在空腔12里。在植毛机内设有许多孔板，孔板优选在植毛机内或植毛机外被装上该底座并随后被植毛。最后，孔板10连同装在其中的植毛后的底座在植毛机后被转送入另一台设备或另一个工站，以便能执行另一方法步骤。

图4示出了在孔板10中的植毛后的底座14，其中，刷毛簇16以其背侧端相对于底座14向上突出。

如上所述，或是在植毛机中在一个独立的工站内，或是在其之外在固定站内，考虑将刷毛的突出端16固定在一起并与底座4连接起来。这例如借助刷毛簇16的突出端通过热风、照射热和/或接触热而热粘结来进行。

在图5所示的实施方式中，设置具有多个被加热的冲头18的电热工具，所述冲头被连接到电流源20。

冲头18的横截面匹配于由相应底座14的边缘描绘出的横截面。

或是刷毛端16已经先被加热并达到熔化温度，从而它们相互粘结，或是使冲头18向下移向刷毛端16并使它们熔化粘结。

当然，也可以先加热熔化刷毛端14，而冲头没有接触它。随后才使冲头18下移，以压迫熔融端板的流动塑料物质，从而得到一个由毛簇端熔融材料构成的尽量完整的塑料层22。虽然在底座14背面出现一个平面的完整层22是有利的，但这并非是必须的。可以同样好地设有刷毛簇16的独立的加粗部，它们通过熔化刷毛簇的各个刷毛而得到。

图6示出了另一个工具，其也能以大型装置工站的形式构成。在这里是所谓的涂覆工具。

位于孔板10中的植毛后的底座14优选尚在孔板10内被送往图6所示的涂覆工具，并在那里被置入注塑模具的下部24中。在其底面上具有匹配型腔28的上部26可以下移向下部24，以通过相应底座14向下闭合型腔28，从而出现空腔。随后在相应空腔中注入塑料物质，其优选完全覆盖了植毛后的底座14的背面，或许不包括环绕的边缘。所施加的层是支承层30，它赋予由底座14和刷毛簇16构成的单元更高的刚性。图7示出了支承层30。

在下一步骤中，见图8，在分离站内从孔板10取出所制成的中间产品。该中间产品可经过挑拣或未经过挑拣地暂时存放在存储器中，或者它们可以直接在从孔板10取出后被送往另一台机器，即以下要描述的注塑模具。

在图14中能看到注塑模具。它大致包括分别具有型腔的下半模40和上半模42，这些型腔在模具闭合状态中彼此对接并形成要注射出的空腔。下半模40包括至少两个部分，即容纳上述的如图8所示的中间产品的第一模具部44和第二模具部46。图9从上方清楚示出第一模具部44。它有多个型腔46，各有一个开口48从型腔引出，该开口用于接纳底座14的刷毛簇16。更深的且是型腔46一部分的边缘50包围各开口48。边缘50充当植毛后的底座14的安放支承面。除了边缘50，型腔46也还具有作为刷头和随后还要描述的刷颈之间过渡部的颈部52。

颈部52如图14所示过渡至在第二模具部46内的型腔的限定了刷柄的部分56。

在图11中能看到，如此给第一模具部44装入预制的中间产品，即，可以采用由可彼此相对移动的多个板构成的引入工具58。也可以设置呈漏斗形的引入工具58。引入工具58用于使刷毛簇16相互向内挤压，以阻止边缘刷毛碰到边缘50。但是，在中间产品被完全引入相应的型腔46和开口48前，引入工具58被取出。

第一模具部44的装入可优选在注塑模具外或在注塑作业之前的工站内在注塑模具内进行，例如在根据例如DE19515294A的所谓直升机模具或根据例如WO2007/085063的方块模具内中那样。在这样的模具情况下，在注射过程中的装料可以在模具闭合情况下发生。或者，装料也可在两个注射周期之间的打开的模具中发生。但在此情况下比如损失了周期时间，因为模具必须在一个注射周期后保持略微长时间地打开，直到装料彻底结束。

在图12中能从上方以及在图13中能从下方看到植毛后的第一模具部44。也可以看到刷毛簇16在开口48内自由悬突。

第一模具部44构成用于植毛后的底座14的输送部分并相应地将其送往相应的第二模具部46。模具部46具有空腔60，模具部44被配合装入该空腔。随后将注塑模具闭合，可以进行注塑作业。

在注塑模具打开后(见图15)，从注塑模具中取出第一模具部44连同喷注上的所谓刷体62，并使成品刷子与第一模具部44分离。

当然也可以如此先后注射多个组成部分，即，该注塑机还具有用于其它组成部分的其它工站。在这里，第一模具部44也可用作在两个工站之间的输送机构。

在上述实施方式中，在注塑作业中只在与边缘50相接触的底座14边缘上承受在底座14区域内的整个注射压力。

作为其替代方式，也可以设置从开口48底部出发的或从在空腔60区域内第二模具部46出发的朝向底座14向上伸入到该开口的支承凸起70。支承凸起70是线状的或如图所示点状的支承位置并且优选朝向底座14呈锥形收缩，以便能在刷毛之间移动。

在根据图16-图19的实施方式中，底座不是在刷毛端熔接之前制造的，而是在之后。首先在植毛工具中，将刷毛簇16置入孔板10的孔中，该孔板具有用于随后要制造的底座的相应的型腔80(图16)。刷毛簇16的朝上突出的刷毛端首先相互熔接。随后，孔板10被送入注塑模具，以便包封压注刷毛簇16。如果刷毛端熔化成扁平的塑料片而不是类似球的增厚部，则底座14基本上只被喷射，但这也应属于“包封压注”。得到类似于板的底座14(图16和图17)，刷毛簇16在其增厚的熔化部位82或多或少以形状配合方式被可靠嵌埋在该底座中(见图18的横截面视图)。本发明规定，具有刷子孔图的孔板10在随后的刷体(刷头和刷杆)制造中不再作为支承板设于注塑模具内。

相反，植毛后的底座14与孔板10分开(图19)并且或是被供给如上已述的库存/缓冲储存装置并随后或马上根据图9-图15来进一步加工。就是说，植毛后的底座14必须被置入第一模具部44中(例如以全自动方式)，以便随后送至注塑模具。注塑过程按照第一实施例所述的方式进行。

在这里，该底座也支承在半模型腔46内的开口48的边缘上。刷毛簇16伸入开口48，该开口因其尺寸而能很容易地制造。

对所有实施方式适用的是：该刷子制造装置可以只由注塑模具构成，或者可选地，也还由其它的工具例如植毛工具和/或如图6和图7所示的涂覆工具构成。可以在各个工具或工站之间设置分离站和装料站，其中，中间产品与工具部分或支承部分分开或者被装入其中。

Claims (14)

1.一种借助装置来制造刷子的方法，其特征是包括以下步骤：

a)或是设置至少一个预制的底座，许多刷毛簇被固定在该底座上并且该底座形成成品刷子的一部分，其中，在该底座的背面上施加独立的支承层；或是设置至少一个预制的底座，该底座是通过包封压注具有事先相互熔合的刷毛端的许多刷毛簇来形成的，

b)将植毛后的该底座输送至并定位在注塑模具中，其中，每个底座如此平放在该注塑模具的半模的型腔内，即，每个底座以其边缘位于从相应型腔出发的开口的边缘上，并且这些刷毛簇伸入到该开口中，和

c)从背面将刷子部分喷注到该底座上。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，从用于植毛后的底座的库区中取出该底座，并送往注塑模具。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征是，该底座在注射时在该开口的区域内保持无支承。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征是，在该开口内的点状或线状的支承凸起在刷毛之间压靠该底座，用于在注塑时支承该底座。

5.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征是，在植毛机中在该预制的底座的容纳孔中插入刷毛簇，这些刷毛簇随后在背面无锚地固定在该底座上，尤其通过刷毛熔化、粘结或包封压注，其中，该底座按照落座于该植毛机的孔板上的方式被植毛，其中，该孔板的孔图对应于该底座的孔图。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征是，在植毛并且在背面将刷毛簇固定在该底座上之后，尤其通过注塑以面的形式施加该支承层，其中，优选地，最多该底座的一个边缘部未被该支承层遮挡。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征是，该支承层的施加是在植毛机外进行的，并且是在将植毛后的底座从孔板取出之前或之后进行的。

8.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征是，设有引入工具，其在将底座置入注塑模具之前或之时压缩刷毛，以便将刷毛引入该半模的开口中。

9.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征是，该刷毛簇被置入孔板中，该孔板具有待制造的刷子的孔图，并且成簇的刷毛在背面被熔化，随后按照仍然位于该孔板中的方式在形成该底座的情况下被包封压注，其中，在刷体被喷注到底座上之前，从该孔板中取出植毛后的底座。

10.一种刷子制造装置，尤其利用根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于具有半模的注塑模具，该半模具有至少一个型腔，用以容纳植毛后的底座，其中，该型腔具有用于容纳多个且优选是所有刷毛簇的开口并且具有包围该开口的用于安放并支承该底座的支承边缘。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征是，在该半模中设有多个型腔。

12.根据权利要求10或11所述的装置，其特征是，具有至少一个型腔的该半模是由多个部分构成的，并且该半模具有第一模具部和第二模具部，这两个相互对接的部分具有所述至少一个型腔，并且第一模具部能够与第二模具部分开，并被构成为用于所述至少一个底座的输送部。

13.根据权利要求10至12之一所述的装置，其特征在于植毛机，在该植毛机中，孔板和底座相互接合，其中，在注塑模具前方设有分离站，在该分离站中，使植毛后的底座与其对应的孔板相互分离。

14.根据权利要求10至13之一所述的装置，其特征在于涂覆工具，该涂覆工具位于该植毛机和该注塑模具之间，并且该涂覆工具从背面将支承层施加到植毛后的底座上。

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