CN103315517B - 用于制造刷或者刷毛制品的设备以及刷或者刷毛制品 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于制造刷或者刷毛制品的设备以及刷或者刷毛制品。在用于制造具有在固定侧的端部上被熔接的刷毛束的刷或刷毛制品的设备中，设有由石英玻璃、结晶玻璃、玻璃陶瓷和/或它们的熔合物制成的容纳套，用于形锁合地、至少部分地一方面容纳刷毛束和另一方面容纳沿刷毛纵向方向设置在刷毛束的固定侧的端部后面的功能件。设有加载元件，用于对刷毛束和功能件的自由端部进行加载且用于沿刷毛纵向方向给刷毛束和/或功能件加载力；以及设有设置在容纳套外部的加热装置，用于加热刷毛束和功能件的相互面向的端部且用于熔接刷毛束；以及设有设置在容纳套外部的冷却装置，用于冷却先前熔接的刷毛束。

Description

用于制造刷或者刷毛制品的设备以及刷或者刷毛制品

技术领域

本发明涉及一种用于制造刷或者刷毛制品的设备以及方法，这些刷或者刷毛制品具有在固定侧的端部上被熔接的刷毛束。

背景技术

在制造刷或刷毛制品时，在这些刷或刷毛制品中刷毛束应在固定侧的端部上被熔接，固定侧的端部通常被施加加热板，以便将刷毛材料熔化。但在拉回加热板时已熔接的刷毛材料可能粘附在加热板上，这可能在刷或刷毛制品上导致不期望的造型。由EP 2 078472 B1已知一种设备，其中，刷毛束在借助一个热模熔接之后通过另一个压模加载，以便将熔点压平直至冷却并且避免在压模上的粘附。但这是费事的以及因此是昂贵的。

如果刷毛束应该通过熔接与另一部件连接，在连接区域中通过压紧变热的和熔接的束到该部件上而产生由已熔化的塑料材料制成的、在侧面扩展的凸起部，这是看起来不美观并且在完成的产品上通常是不被期望的。

此外，通过借助金属板熔接刷毛材料常常产生一种不舒服的且也许有害的塑料气味。

发明内容

因此本发明的目的在于，创建一种开头所述类型的设备，在该设备中，避免粘附和/或凸起（Auswülste）并且能结构简单地实现。

按照本发明的解决方案在于，设有由石英玻璃、玻璃陶瓷和/或它们的熔合物制成的容纳套，用于形锁合地、至少部分地一方面容纳刷毛束和另一方面容纳沿刷毛纵向方向设置在刷毛束固定侧的端部后面的功能件；设有加载元件，用于对刷毛束和功能件的自由端部进行加载且用于沿刷毛纵向方向给刷毛束和/或功能件加载力；设有设置在容纳套外部的加热装置，用于加热刷毛束和功能件的相互面向的端部且用于熔接刷毛束；以及设有设置在容纳套外部的冷却装置，用于冷却先前熔接的刷毛束。

通过透过容纳套输送热量，在容纳套中设置的刷毛束被熔接以及通过与此同时相互压紧刷毛束和功能件，所述两个部件相互连接。通过在容纳套内部至少设置刷毛束和功能件的待相互连接的端部，已熔接的塑料材料不会通过容纳套的与刷毛束的外轮廓相符合的内轮廓向外扩散，从而可靠地避免产生凸起部。通过接着冷却容纳套和位于其中的刷毛束又冷却塑料材料，直至该塑料材料已硬化。

通过对容纳套使用石英玻璃、玻璃陶瓷和/或它们的熔合物产生良好的导热性，从而一方面实现加热的热能能够良好并且尽可能无损失地进一步传递到容纳套的内腔中至位于那里的刷毛束和功能件上以及通过冷却装置实现能够良好并且尽可能无损失进入容纳套的内腔中对位于那里的刷毛束和功能件的冷却。

此外，石英玻璃具有高的化学耐抗性。此外有利的是，由所提到的材料制成的容纳套具有光滑的、无气孔的表面，在该表面上熔接的塑料材料不会保持粘附。根据容纳套的材料的性质，该容纳套具有中性的或者甚至负的膨胀系数，从而塑料在冷却阶段期间甚至还附加地从容纳套脱开。因此保证刷毛束与固定在其上的功能件的简单的抽取。

此外，通过经由石英玻璃、玻璃陶瓷和/或它们的熔合物制成的容纳套加热塑料材料避免在熔接时产生不舒服的塑料气味。

功能件特别是可以由塑料、木材或金属制成。在使用塑料时也能够在加热时一起熔接塑料，从而在功能件和刷毛束之间产生特别良好的连接。

在此，功能件可以是棒、钻头、压力弹簧或螺纹件。棒可以作为手柄用于笔状的刷毛制品。在刷毛束与钻头连接时，刷毛制品可以被安装到钻机上且例如被用作磨削元件。螺栓作为功能件能实现刷毛制品与单独的刷毛支架的可拆卸的连接。在此，功能件也可以具有加宽的带有六角的螺栓头。在此，为了功能件与刷毛束的连接，容纳套的端面安设到螺栓头的平面侧上。

为了使刷毛制品在压力下与表面保持接触，功能件可以是压力弹簧。同样可设想功能件的根据刷毛制品的相应应用的其他的构造形式。

为了特别是在不由塑料制成的且本身不被一起熔化的功能件中保证与刷毛束的良好的连接，功能件在面向刷毛束的端部上可以具有侧凹。在此，刷毛束的已熔化的塑料材料流入到侧凹中并且于是在冷却和硬化之后建立与功能件的可靠的连接。

按本发明的设备的要求独立保护的另一种实施形式规定，设有由石英玻璃、玻璃陶瓷和/或它们的熔合物制成的加载元件，用于对保持在束容纳板中的刷毛束的刷毛端部进行加载；设有对应止挡元件，用于对自由的、背离加载元件的束端部进行加载，其中，为了给刷毛束加载力，对应止挡元件和/或加载元件能沿刷毛纵向方向定位；以及设有加热装置，用于加热加载元件和/或固定侧的束端部且用于熔接刷毛束；以及设有冷却装置，用于在熔接刷毛束之后冷却加载元件和刷毛束。

这样的设备能实现固定侧的刷毛束的熔接，以便然后例如在接着的工作步骤中为了形成刷体能够以塑料材料压力注塑包封该刷毛束。在此，固定侧的束端部能够由加载元件加载，而在加载元件的区域中运行加热装置并且于是由透过加载元件的热能加热和熔接刷毛束。然而也可能的是，直接加热固定侧的束端部并且然后才移近加载元件到已加热和熔接的束端部上并且对其进行加载。

通过接着的冷却，对贴靠在加载元件上的束端部进行冷却，直至这些束端部完全凝固。冷却促进在加载元件和已熔接的束端部之间积极的分离性能。通过加载元件的材料特性避免束材料在加载元件上的粘附，这些材料特性如在上述容纳套中所阐述的那样。只存在一个对刷毛束进行加载的元件，这能实现设备简单的机械构造。

在此，一种实施形式规定，束容纳板和加载元件相互间隔开距离地设置并且加载元件能靠近束容纳板，以便对已加热的刷毛束进行加载和成型。在此，朝着已加热和熔接的、突出于束容纳板的刷毛束按压加载元件，从而自由的束端部被压平成蘑菇头。

另一种实施形式规定，在束容纳板和加载元件之间设有带有用于刷毛束的通孔的载体板；载体板的通孔在其面向加载元件的端部上分别具有一个加宽的锚定空腔；并且用于给刷毛束加载力的对应止挡元件能沿刷毛束的纵向方向定位。

利用对应止挡元件将刷毛束朝着加载元件按压，在加载元件的区域中设置有加热装置并且由此熔接固定侧的束端部。在此，已熔接的刷毛材料被按压到锚定空腔中，从而在刷毛束上在固定侧形成由成型的刷毛材料制成的锚定部，这些锚定部将刷毛束保持在载体板中。

通过利用冷却装置接着冷却，也在这里支持束端部从加载元件干净地分离。

为了避免刷毛束与载体板的熔合，刷毛束的材料应该具有比载体板的材料明确更低的熔点。但也可能的是，使用具有相似的熔点的材料，如果刷毛束与载体板在熔化情况下的连接是所期望的。当带有刷毛束的载体板应被用作牙刷的替换头熔接时，这点可以例如是有意义的。于是不需要其他的工作步骤用来将刷毛束固定在载体板上。

通过利用加载元件对载体板进行加载，以已熔接的、成型成锚定部的束端部形成平的外表面。这点能实现带有刷毛束的载体板简单地嵌入到例如替换头牙刷的刷头中。

束容纳板或载体板优选可以是用于嵌入到注塑模具的成形开口中的嵌入件。这点能实现刷毛束的简单的进一步加工，其中，束容纳板是一个可再利用的成形件，而载体板为了形成刷体本身被压力注塑包封且因此变成产品刷的部件。

载体板也可以具有边缘侧的固定凸肩，利用这些固定凸肩将载体板夹入到刷体的容纳部中。必要时还可以利用超声波或高频方法进行焊接，以便保证刷体和支撑件之间牢固的连接。

为了制造具有成型的刷毛区的刷，对应止挡元件可以在其对刷毛束进行加载的侧面上具有成型轮廓。然后在熔接刷毛束的连接侧的端部之前将各个刷毛束带到相应的位置中，从而自由的束端部按照刷毛区的期望的成型轮廓对齐和定位。由此不需要刷毛区的进一步加工、例如通过磨削刷毛束进行进一步加工。

通过对加载元件使用石英玻璃、结晶玻璃、玻璃陶瓷和/或其熔合物，避免在冷却之后刷毛材料的粘附。在沿束纵向方向抽回加载元件时可能发生，例如通过粘附力将各个刷毛束沿纵向方向从其在束容纳板中的位置移出。为了可靠地避免这种情况，符合目的的是，加载元件横向于刷毛纵向方向可定位在对刷毛束进行加载的工作位置和相对该工作位置偏置的、释放刷毛束的准备位置之间。通过与束纵向方向成直角地移除加载元件可靠地避免刷毛束的轴向移动。

加热装置特别是可以具有红外线热辐射器、热风鼓风机、激光器、高频发送器或热脉冲发送器。在热脉冲发送器中，通过电流加热金属。在使用红外线灯时要注意的是，容纳套或加载元件的石英玻璃、结晶玻璃、玻璃陶瓷和/或所使用的它们的熔合物在相应的红外区域中具有适合的传导性。

刷毛材料例如可以是聚酰胺，在制造牙刷时特别可以是聚酰胺6-12、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯或苯乙烯-丙烯腈共聚。

刷毛束通常是由大量单丝组合。然而对于技术上的刷也可以使用一个单丝。在该特殊情况下刷毛束由单个的丝制成。

刷毛束或其各单丝能在其自由的端部上削尖、倒圆、散开（aufgespleist）、配设有化学添加物或配设有彩色标记。

刷毛束或其各单丝可以具有圆形的、椭圆形的、多角形的或星形的轮廓。

关于用于制造具有在固定侧的端部上被熔接的刷毛束的刷或刷毛制品的方法，本发明的特征在于，一方面刷毛束且另一方面功能件沿刷毛束的纵向方向相继设置地被插入由石英玻璃、结晶玻璃、玻璃陶瓷和/或它们的熔合物制成的容纳套中；至少在刷毛束和功能件的接触区域中给容纳套输送热能，用于熔接刷毛束；并且与此同时刷毛束和功能件在力作用下被相互压紧，并且接着在容纳套的区域中进行冷却。

在此，得出在按照本发明的设备的说明中已阐述的优点。

此外，本发明涉及一种具有在固定侧的端部上被熔接的刷毛束的刷或刷毛制品。按照本发明，该刷或刷毛制品特征在于，刷毛束在固定侧通过熔化连接无凸起地与功能件连接。

在此，功能件特别是可以由塑料、木材或金属或也可由任意其他的坚固的材料组成。功能件例如可以是作为手柄的棒、钻头、压力弹簧或螺纹件。为了在刷毛束和功能件之间特别可靠的连接，特别是当该功能件不是由塑料材料制成时，功能件在面向刷毛束的端部上具有侧凹。

按照本发明的刷或刷毛制品的、要求独立保护的另一种实施形式规定，刷毛束支承在具有用于刷毛束的通孔的载体板中，其中，载体板的通孔在其背离刷毛束的使用端的端部上分别具有一个加宽的锚定空腔，并且其中，刷毛束分别具有通过熔接而扩大的、填充锚定空腔的、设置在载体板的外轮廓内部的端区段。

附图说明

以下借助附图更详细地阐述按本发明的设备和方法的实施例。图中部分非常示意性地示出：

图1示出一个容纳套与一个刷毛束和一个功能件，

图2示出图1中的带有嵌入的刷毛束和功能件的容纳套，

图3示出带有一个用于刷毛束的加载元件和一个加热装置的、图2中的设置结构，

图4示出带有一个冷却装置的容纳套，

图5示出从纳套取出的刷毛制品，

图6至图13分别示出在相互连接各部件之前或者在相互连接各部件之后的一个刷毛束和一个功能件，

图14至图17示出保持在一个束容纳板中的刷毛束在用按本发明的设备熔接时不同的方法步骤，以及

图18至图23示出保持在束容纳板中和载体板中的刷毛束在用按本发明的设备熔接时的不同的方法步骤。

具体实施方式

在整体上以1a标记的用于制造刷或者刷毛制品的设备，在图1至4中只有非常强烈简化和只以对本发明关键的元件示意性描述该设备，该设备按照图1具有一个容纳套2，一方面刷毛束3和另一方面功能件4分别能插入到该容纳套中。容纳套2在其内横截面方面形状匹配于刷毛束3的外轮廓，从而嵌入到容纳套2中的刷毛束3被容纳套2的形锁合地包围（图2）。容纳套2能够优选地具有圆形的用于容纳圆形的刷毛束3的内横截面。然而对应于相应的束轮廓的其他横截面也是可能的，例如矩形的、椭圆形的或星形的横截面。

一个具有相应轮廓的功能件4从另一侧被插入到容纳套2中，从而刷毛束3和功能件4在容纳套2的内部接触。

为了使刷毛束3和功能件4的插入变得容易，容纳套2在其纵向侧的端部分别具有一个插入倒棱5（图1）。

容纳套2由石英玻璃、结晶玻璃、玻璃陶瓷和/或它们的熔合物制成，从而容纳套具有对于热辐射高的穿透性和接触热的低的传导性。

按照图3，利用一个加载元件6封闭容纳套2的束侧的端部且利用一个其他的、未示出的和只通过箭头Pf1表示的加载元件把力施加到功能件4上，从而刷毛束3和功能件4被互相压紧。同时，利用一个靠近容纳套2的加热装置7加热围绕刷毛束3和功能件4之间的接触部位的区域并且由此在该区域中熔接刷毛材料，从而刷毛材料能够与功能件4连接。如果功能件4是也由塑料制成的并且功能件具有与刷毛材料相似的熔点，则该功能件也被熔接并且刷毛束3和功能件4之间的连接被改善。

因为刷毛束3和功能件4形锁合地设置在容纳套2中，熔化的塑料材料不能侧面地偏移到束轮廓上，从而在完成的刷毛制品9（图5）上，在刷毛束3已被熔接的区域10中不产生侧面的凸起部。

此外，在熔接时不会由于容纳套2的材料产生不舒服的塑料气味。

由于容纳套2的热特性，加热装置7的热能能够良好地传入到容纳套2的内腔中且引起刷毛材料熔化。

熔接之后，容纳套2和位于其中的刷毛束3连同现在与该刷毛束连接的功能件4借助一个冷却装置8冷却（图4）。因为容纳套2由于其与熔接的塑料材料不同的材料特性具有低的膨胀系数，塑料在冷却阶段期间容易从容纳套2脱离，从而完成的由刷毛束3和功能件4组成的刷毛制品9能够从容纳套2中以简单的方式被抽出。这点也通过容纳套2的光滑的、无气孔的表面得以支持。

图6示出了一个刷毛束3和一个待与该刷毛束连接的功能件4，该功能件同样构成为棒形的并且在其连接侧的、面向刷毛束3的端部上具有侧凹11。在熔接毛刷束3的塑料材料时，熔融液流入到侧凹11的区域中（图7），从而在刷毛束3和功能件4之间形成特别良好的连接。

在图8和图9中，功能件4是螺旋钻头。熔接的塑料材料流入到钻头尖端的区域中，这同样能实现良好的连接。按照图9，刷毛制品9能够例如是磨光刷或抛光刷，该磨光刷或抛光刷能够利用钻头被固定在钻机上，以便利用刷毛束3磨光或抛光表面。

按照图10和11，功能件4构成为带有六角形头部12的螺栓。在功能件4与刷毛束3连接时，在此，这里未示出的容纳套支撑在六角形头部12的面对刷毛束3的端侧上。为了与刷毛束3的改善的连接，在该端侧上设有一个具有侧凹11的凸出部13。按照图11，刷毛制品9能够例如被拧紧到一个载体上并且在刷毛束3磨损之后能够简单地被更换。

图12和13示出另一种变形方案，在这种变形方案中，刷毛束3与一个构成为压力弹簧的功能件4连接成一个刷毛制品9。在连接所述两个部分时，刷毛束3的熔接的塑料材料流入到功能件4的螺旋中，或者功能件4被挤压到熔接的连接区域10中。在此，在塑料材料冷却和凝固之后在刷毛束3和功能件4之间形成良好的连接。

图14至17同样非常示意性地示出按照本发明的用于制造刷或刷毛制品的设备1b的另一种实施形式。按照图14，在该设备1b中，刷毛束3被插入束容纳板14的通孔15中。为了容易地插入刷毛束3，束容纳板14在通孔15的插入侧的端部上分别具有一个插入倒棱5。束容纳板14与刷毛束3的装配也能够事先在设备1b的外部进行并且然后装配有刷毛束3的束容纳板14被输送给设备1b。

如在图15中可良好地看出的，束容纳板14与一个加载元件16间隔开距离地定位，其中，刷毛束3突出于束容纳板14并且挡靠到加载元件16上。背离加载元件16的自由的束端部通过对应止挡元件17被加载并且由此保持定位。

对刷毛束3进行加载的加载元件16与按照图1至4的设备1a的容纳套2相似地由石英玻璃、结晶玻璃、玻璃陶瓷和/或它们的熔合物制成并且因此同样具有在热传导性、膨胀系数和表面性质方面的上述的特性。

按照图16，利用一个加热装置7加热和熔接贴靠在加载元件16上的束端部，并且同时加载元件16靠近束容纳板14（箭头Pf2）。由此刷毛束3的熔接的、突出于束容纳板14的束端部成型成蘑菇头18。

在束端部成型后，塑料材料借助冷却装置8（图17）冷却和硬化。利用冷却装置8的有效的冷却促进加载元件16和刷毛束3之间的分离性能。

接着按照箭头Pf3横向于刷毛纵向方向移除加载元件16。通过横向于刷毛纵向方向进行移除，可靠地避免各个刷毛束3沿纵向方向移动和从束容纳板14中被抽出。带有具有现在成型成蘑菇头18的束端部的刷毛束3的束容纳板14能够作为成型件被嵌入到注塑模中且蘑菇头18被压力注塑包封以形成刷体，其中，可以通过蘑菇头18利用高的注塑压力进行加工，而没有在刷毛束3的区域中过度喷注的危险。

对刷毛束3的自由端部进行加载的对应止挡元件17也能够具有成型轮廓，利用该成型轮廓，能够按照完成的刷的刷毛区的期望成型轮廓成型刷毛束3。

在图18至23中示出设备1b，该设备与图14至17中示出的设备1b相似。

然而束容纳板14和加载元件16之间附加地设有一个载体板19。该载体板19具有用于刷毛束3的通孔20，其中，在通孔20上在插入侧设有插入倒棱5。载体板19贴靠在加载元件16上。在载体板的面向加载元件16的端部上，通孔20分别具有一个加宽的锚定空腔21，该锚定空腔按在照图19中的细节视图可以很好地看出。

自由的束端部借助对应止挡元件17（图20）被加载。对应止挡元件17按照箭头Pf4向加载元件16的方向运动（图21），而利用一个加热装置7对贴靠在加载元件16上的束端部进行加热和熔接。这里加热装置7的热能同样良好地通过由石英玻璃、结晶玻璃、玻璃陶瓷和/或它们的熔合物制成的加载元件16传导。通过作用到刷毛束3上的压力，熔接的塑料材料偏移到锚定空腔21中并且填充这些锚定空腔。

接着同样这里也利用一个冷却装置8冷却（图22），以便加速塑料材料的冷却和硬化并且改善在塑料材料和加载元件16之间的分离性能。

图23示出了载体板19的填充有熔接的刷毛束3的塑料材料的锚定空腔21的一个细节视图。这样待成型为一个锚定部22的固定侧束端部改善了刷毛束3在载体板19中的保持。

相应于图17，加载元件16按照图22在塑料材料硬化后横向于刷毛纵向方向从载体板19除移（箭头pf4）。

载体板19能够被嵌入到注塑模中并且为了形成刷体被压力注塑包封。也可能的是，将载体板19嵌入到一个预制的刷体的容纳孔中。利用侧面的固定凸肩23能够制造一个卡锁的或者夹子状的连接部。也由此使得带有保持在其中的刷毛束3的载体板19的进一步加工变得容易，从而刷毛束3的带有在锚定空腔21中的锚定部22的固定侧端部没有突出于载体板19的外轮廓，而是与该载体板齐平地终止。

Claims (6)

1.用于制造具有在固定侧的端部上被熔接的刷毛束(3)的刷毛制品(9)的设备(1a)，其特征在于，设有由石英玻璃、结晶玻璃、玻璃陶瓷和/或它们的熔合物制成的容纳套(2)，用于形锁合地、至少部分地一方面容纳刷毛束(3)且另一方面容纳沿刷毛纵向方向设置在刷毛束的固定侧的端部后面的功能件(4)；设有加载元件(6)，用于对刷毛束(3)和/或功能件(4)的自由端部进行加载且用于沿刷毛纵向方向给刷毛束(3)和/或功能件(4)加载力；以及设有设置在容纳套(2)外部的加热装置(7)，用于加热刷毛束(3)和功能件(4)的相互面向的端部且用于熔接刷毛束(3)；以及设有设置在容纳套(2)外部的冷却装置(8)，用于冷却先前熔接的刷毛束(3)。

2.按照权利要求1所述的设备，其特征在于，功能件(4)由塑料、木材或金属制成。

3.按照权利要求1或2所述的设备，其特征在于，功能件(4)是棒、钻头、压力弹簧或螺纹件。

4.按照权利要求1或2所述的设备，其特征在于，功能件(4)在面向刷毛束(3)的端部上具有侧凹(11)。

5.用于制造具有在固定侧的端部上被熔接的刷毛束(3)的刷毛制品(9)的方法，其特征在于，将一方面刷毛束(3)且另一方面功能件(4)沿刷毛束(3)的纵向方向相继设置地插入到由石英玻璃、结晶玻璃、玻璃陶瓷和/或它们的熔合物制成的容纳套(2)中；至少在刷毛束(3)和功能件(4)的接触区域中给容纳套(2)输送热量，以便熔接刷毛束(3)，并且与此同时将刷毛束(3)和功能件(4)在力作用下相互压紧；并且接着在容纳套(2)的区域中进行冷却。

6.具有在固定侧的端部上被熔接的刷毛束(3)的刷毛制品(9)，其特征在于，刷毛束(3)支承在带有用于刷毛束(3)的通孔(20)的载体板(19)中，其中，载体板(19)的通孔(20)在其背离刷毛束(3)使用端的端部上具有一个加宽的锚定空腔(21)，并且其中，刷毛束(3)具有通过熔接而扩大的、填充锚定空腔(21)的、设置在载体板(19)的外轮廓内部的锚定部(22)。