CN104039198A - 具有耐磨切刃的刷丝修剪装置及修剪刷丝的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于切割牙刷的刷丝的刷丝修剪装置，该刷丝修剪装置可包括切割器和逆刀，所述切割器和逆刀均具有切刃，所述切刃定位成彼此相对并包括互补表面轮廓。所述切刃可具有包括至少第一层和第二层的涂层，其中第二层包含碳化物颗粒。该刷丝修剪装置可被用于修剪牙刷刷丝的方法中。

Description

具有耐磨切刃的刷丝修剪装置及修剪刷丝的方法

技术领域

本公开涉及一种用于切割牙刷的刷丝的刷丝修剪装置。所述修剪装置包括切割器和逆刀，所述切割器和逆刀均包括至少一个切刃。这些切刃定位成彼此相对并且包括互补表面轮廓。切刃还可具有包括至少第一层和第二层的涂层，其中第二层包括至少碳化物颗粒。另外，本发明还公开了一种修剪牙刷刷丝的方法。所述方法包括从刷丝仓库移除刷丝、将刷丝固定在刷头的至少一部分中以及通过切割装置切割刷丝，所述切割装置具有包括耐磨涂层的至少一个切刃。

背景技术

常规的刷子，具体地牙刷，包括刷头和轴或柄部。各个刷毛丝被分组在一起以形成刷毛束或刷毛簇，所述刷毛束或刷毛簇以预定的几何形状布置到刷头上。在一些情况下，所述刷毛簇由锚定件或锚定线紧固到盲端簇孔中。为了进行紧固，使这些簇围绕这种锚定线、钉或锚定件变成环状或弯曲成U形构型。因此，刷丝端部以不同的长度从刷头表面突出。因此，刷毛簇在安装到牙刷头部中之后必须被切割。现代牙刷常常显示刷头的弯曲或不平的表面轮廓。常常通过如下方式来执行复杂的切割：切割第一组刷丝、弯离所切割的刷丝、切割第二组刷丝、弯离第二组，等等。此外或作为另外一种选择，还可使用轮廓切割器，它们直接将多组刷丝切割成不同的长度。用于该目的的修剪机旨在以连续的高品质地切割大量的塑料刷丝。对于更复杂的表面轮廓，这增加了品质要求。另外，刷丝切割的品质直接影响到对刷丝进行端部圆化的后续步骤。刷丝被切割得越好，就越容易对刷丝进行端部圆化。因此，需要如下切割工具，它们以高品质精密地切割出大量的刷头轮廓。还需要用于刷丝修剪的方法，其中所修剪的刷丝端部表现出高品质。因此，本发明的目的是提供一种能够以高品质切割大量刷丝的轮廓切割器。此外，还需要用于修剪刷丝的方法以便提供高端刷丝端部。

发明内容

在独立权利要求中公开了多个实施例以举例说明本公开的主题。从属权利要求的主题公开了另外的实施例。根据至少一个方面，本发明提供了一种用于切割牙刷的刷丝的刷丝修剪装置，所述刷丝修剪装置包括切割器和逆刀，所述切割器和逆刀各自包括至少一个切刃。切割器的所述至少一个切刃和逆刀的所述至少一个切刃定位成彼此相对并且包括互补表面轮廓。另外，切割器的所述至少一个切刃和逆刀的所述至少一个切刃还各自包括至少一个凹口，所述至少一个凹口承载包括至少第一层和第二层的涂层。所述第一层可包含粉末冶金钢。所述第二层可包含耐磨颗粒，例如元素周期表中第四族、第五族、第六族和/或第七族中的至少一种元素的碳化物颗粒。

根据另一方面，本发明提供了一种用于修剪牙刷刷丝的方法，所述方法包括以下步骤：从多个刷丝移除至少一个刷丝簇；将所述至少一个刷丝簇固定在由刷头或刷头的一部分提供的簇孔中；以及使用切割装置来切割所述至少一个刷丝簇的自由刷丝端部，所述切割装置具有被第一层和第二层涂覆的至少一个切刃，所述第一层包含粉末冶金钢，并且所述第二层包含元素周期表中第四族、第五族、第六族和/或第七族中的至少一种元素的至少碳化物，以便提供碳化物切割的自由刷丝端部。

附图说明

不仅通过权利要求而且也通过以下说明和附图，这些和其它特征将变得显而易见；下文借助于所述说明和附图来阐释示例性实施例。

图1A示出了如本文所公开的示例性切割器20的透视图，其中沿切割器20的轮廓布置了八个切割区域24，并且其中每个切割区域24包括具有凸形轮廓的切刃12A；

图1B示出了图1A所示切割器20的顶视图，并且

图1C示出了图1A所示切割器20的侧视图；

图2A示出了如本文所公开的示例性逆刀30的透视图，其中沿逆刀30的轮廓布置了两个切割区域34，并且其中每个切割区域34包括具有凸形表面轮廓的切刃12B；

图2B示出了图2A所示逆刀30的顶视图；

图3A示出了如本文所公开的修剪装置10的切割部分的透视图，所述修剪装置包括切割器20和逆刀30，所述逆刀具有凸形互补表面轮廓；

图3B示出了图3A所示切割部分的切割区域24,34的放大示图；

图4示意性地示出了如本文所公开的涂层的建立；

图5A示出了如本文所公开的另一个示例性切割器20的透视图，其中沿切割器20的轮廓布置了八个切割区域24，并且其中每个切割区域24具有扣结的凹形表面轮廓；

图5B示出了如本文所公开的另一个示例性逆刀30的透视图，其中沿逆刀30的轮廓布置了两个切割区域34，并且其中每个切割区域34具有扣结的凸形表面轮廓；

图6A示出了如本文所公开的另一个示例性切割器20的透视图，其中沿切割器20的轮廓布置了四个切割区域24，并且其中每个切割区域24具有扣结的凹形表面轮廓；

图6B示出了如本文所公开的另一个示例性逆刀30的透视图，其中沿逆刀30的轮廓布置了一个切割区域34，并且其中切割区域34具有扣结的凸形表面轮廓；

图7A示出了如本文所公开的另一个示例性切割器20的透视图，其中沿切割器20的轮廓布置了四个切割区域24，并且其中每个切割区域24具有凸形表面轮廓；

图7B示出了如本文所公开的另一个示例性逆刀30的透视图，其中沿逆刀30的轮廓布置了一个切割区域34，并且其中切割区域34具有凸形表面轮廓；并且

图8示出了被如本文所公开的切割部分的切割区域24,34切割的牙刷的刷头42。

具体实施方式

以下描述广义地说明了具有曲面轮廓和耐磨切刃的刷丝修剪装置的众多不同的实施例以及修剪刷丝的方法。本说明应被视为仅是示例性说明，并且未述及每一个可能的实施例，由于描述每一个可能的实施例即便是可能的话也是不切实际的，并且应当理解，本文所述的任何特征、特性、结构、部件、步骤或方法论可被整体或部分地删除、与本文所述的任何其它特征、特性、结构、部件、产品步骤或方法论合并或由其取代。

根据本公开的至少一个方面，本发明提供了一种用于切割牙刷的刷丝的刷丝修剪装置，所述刷丝修剪装置包括切割器和逆刀，所述切割器和逆刀各自包括至少一个切刃。所述切刃可为切割装置诸如切割器、刀具、磨具、凿孔机、修剪器、剃刀刀片、电动剃刀等的切割区域的一部分。切割区域的主体可由热作工具钢制成并且可被成型为突起、阶梯状突起、收窄突起或小边缘。切割器和逆刀可布置在修剪装置中，使得切割器的所述至少一个切刃和逆刀的所述至少一个切刃定位成彼此相对。在一个实施例中，切割器和逆刀被布置成使得在切割器的切刃与逆刀的切刃之间提供间隙。所述间隙可在约0.001mm至约0.1mm范围内，或任选地在约0.003mm至约0.05mm范围内，或任选地在约0.005mm至约0.01mm范围内，或任选地为所提供值内的任何单个数值或为包括所提供值或所提供值内的任何范围。

此外或作为另外一种选择，切割器和逆刀可包括互补表面轮廓。切刃可包括能够被研磨的任何表面轮廓。对研磨的限制为研磨装置的直径和/或厚度。在一个实施例中，切刃的表面轮廓的最小拐角曲率半径小于0.5mm，或任选地小于0.3mm，或任选地小于0.15mm。例如，表面轮廓可为弯曲形状、凸形形状、凹形形状、波形形状、多边形形状、Z字形形状、倒角形状和/或它们的任何组合。在另一个实施例中，表面轮廓为直线。互补表面轮廓的例子为与具有凹形表面轮廓的逆刀相组合的具有凸形表面轮廓的切割器。作为另外一种选择，也可组合具有不同半径的两个凸形表面轮廓。又如，Z字形或波形形状可被移位以在切割器和逆刀的表面上获得互补轮廓。

在一个实施例中，修剪装置可具有切割器和/或逆刀，其中它们各自可具有涂覆的切刃。例如，切割器可为旋转切割器或截断切割器。此外或作为另外一种选择，逆刀可为自身用作切割装置的逆切割器，并且因此具有切刃。作为另外一种选择，逆刀可仅为不表现出任何切割活动的逆表面。

在一个实施例中，所述至少一个修剪装置的切刃包括具有至少第一层和第二层的涂层。无论是以组合方式描述的还是单个地描述的，结合所述涂层描述的所有结构均将同样适用于修剪装置的涂层。第一材料可沉积到切割区域的表面以作为基底层。可用作基底层的合适的材料为粉末冶金钢。一种适用于沉积第一材料的方法可为例如激光熔覆。然后，可将包括元素周期表中第四族、第五族、第六族和/或第七族中的一种元素的至少碳化物颗粒的第二材料沉积到第一层。一种适用于沉积第二材料的方法可为例如激光熔覆。最后，可刃磨所得涂层，从而形成锋利切刃。合适的刃磨机可为例如研磨机。

在一个实施例中，粉末冶金钢可包括的洛氏硬度（HRc值）在约50至约60范围内，或任选地在约55至约60范围内，或任选地为所提供值内的任何单个数值或在包括所提供值或所提供值内的任何范围内。除非另外指明，本文的所有百分比、比率和比例均以重量计。此外或作为另外一种选择，第二层可包含碳化钛、碳化铌、碳化钽、碳化铬、碳化钨或它们的混合物。所述示例性碳化物可按基质材料形式提供，其中基质材料可包含镍、钴和/或铁。碳化物可按如下的量存在于基质材料中：约60%至约80%，或任选地约70%至约80%，或任选地约70%至约75%，或任选地为所提供值内的任何单个数值或在包括所提供值或所提供值内的任何范围内。

通过激光熔覆所获得的沉积物以冶金方式结合并且是极佳致密的，这意味着涂层不显示出任何孔隙率。在激光熔覆步骤期间，切割区域的材料以及用于第一层和/或第二层的材料可被熔化并且随后冷却，由此形成可热处理的耐磨钢合金层，所述层以冶金学方式结合到切割区域的主体。该涂层的材料可按细粉形式来添加。所述粉末可直接经由传送器沉积到切刃的凹口的表面。激光束熔化粉末并形成熔化的熔覆材料液池。使激光和传送器沿要涂覆的凹口移动。由移动的激光束所留下的熔化的材料冷却下来并再次固结，但现在涂层材料以冶金学方式结合到切割区域的表面，从而形成耐磨切刃。

在一个实施例中，包括第一层和第二层的耐磨涂层可按一个或多个沉积步骤来施加。熔覆的重复次数取决于所得层的期望厚度。如果所述层的厚度小得足以沉积一次，则可使用单一沉积步骤。如果所述层的厚度较大因而可能不适用于一个沉积步骤，则可执行两个或更多个沉积步骤，其中每个沉积步骤的材料叠加在一起。在一个实施例中，第一层和/或第二层可沉积两次。向切割区域激光熔覆的表面上沉积材料可执行至多三次，而其间不冷却要涂覆的主体。向第一层激光熔覆的表面上沉积材料可执行至多三次，而其间不冷却所述第一涂层。一般来讲，可通过调控沉积材料的量和激光的速度来调节所施加的每个子层的厚度。

根据本发明所公开的方法，涂层应当被施加成足够地厚以允许重新刃磨所述切刃。第二层越厚，耐磨切刃就可被越频繁地重新刃磨。在一个实施例中，第一层的厚度可在约1mm至约4mm范围内，或任选地在约1.5mm至约3mm范围内或任选地在约2mm至约2.5mm范围内，或任选地为所提供值内的任何单个数值或在包括所提供值或所提供值内的任何范围内。此外或作为另外一种选择，第二层的厚度可在约0.1mm至约2mm范围内，或任选地在约0.5mm至约1.5mm范围内，或任选地在约0.8mm至约1.2mm范围内，或任选地为所提供值内的任何单个数值或在包括所提供值或所提供值内的任何范围内。

在一个实施例中，在应当向切刃上沉积新涂层之前，对所施加的涂层的重新刃磨可重复至少15次，或任选地至少20次，或任选地至少25次，或任选地至少30次。为了进行刃磨和/或重新刃磨，可使用磨轮或研磨机来将所沉积的涂层成型为锋利切刃。在一个实施例中，所述涂层不能够再次被重新刃磨成锋利切刃。因此，所述涂层可完全从切割区域移除，并且可施加包括如上所述至少两个层的新涂层。可使用研磨机或磨轮来移除耐磨涂层的残余量。

一般来讲，激光熔覆可使用发射单色相干光束的功率激光器来执行。具体地，可使用如下激光器，其具有足够的能量以熔化要涂覆的基底金属以及以细粉形式带进的熔覆材料。可使用的合适的激光器为大功率二极管激光器、灯泵固态激光器、CO₂激光器或Nd:YAG激光器。如果在激光熔覆规程期间以离焦方式使用激光，则可获得良好的结果。根据一个实施例，可按如下方式使用激光：约0.5mm至约10mm离焦，或任选地约1mm至约8mm离焦，或任选地约2mm至约5mm离焦，或任选地以所提供值内的任何单个数值或包括所提供值或所提供值内的任何范围离焦。

在激光熔覆期间，切割区域的表面在沉积第一层期间可被部分地熔化。因此，在切割区域的材料与第一层的材料之间可获得冶金学结合。因此，可产生小过渡区，其包含切割区域的材料和第一层的材料。“冶金学结合”是指涂层熔合到切割区域的表面，使得涂层的基底处的微观结构可紧密地连接到第一层的微观结构，从而形成过渡区。

此外或作为另外一种选择，在使用激光熔覆来沉积第二层期间，第一层的表面可被部分地熔化。因此，在第一层的材料与第二层的材料之间可获得冶金学结合，并且可产生包含这两层的材料的小过渡区。“冶金学结合”在此处是指第二层熔合到第一层的表面，使得第二层的基底处的微观结构可紧密地连接到第一层的微观结构，从而形成过渡区。

此外或作为另外一种选择，碳化物颗粒在激光熔覆期间可不被熔化，使得如提供时那样的碳化物颗粒在形成所述涂层之后可存在于第二层中。作为另外一种选择，碳化物颗粒在激光熔覆期间可被熔化。如果碳化物颗粒在激光熔覆期间熔化，则碳化物颗粒在冷却期间再次固结，从而形成薄枝状体。作为另外一种选择，碳化物颗粒在激光熔覆期间部分地熔化，以使得初始颗粒和固化的枝状体可存在于第二层中。

由于采用了该两步骤的规程，因此获得了极耐磨的涂层。能够以成本节约方式选择用于刷丝修剪装置的切割区域的材料，因为不必满足对切割区域的主体的特殊要求。耐磨特性由所施加的涂层提供。所施加的涂层包括两个不同的层，即基底层和包含耐磨颗粒的层。第一层（其可包含粉末冶金钢）提供耐磨涂层自身，但具有低于第二层的耐磨性，并因此可用作用于第二层的基底层或粘结层。然而，当耐磨性增加时，涂层的弹性减小，这意味着表现出高耐磨性的涂层也可表现出裂缝的形成。所述裂缝通常归因于由于主体和涂层的不同的材料特性所造成的张力。通过在如本文所公开的第一层之上沉积包含碳化物颗粒的第二层，减小了裂缝数目。第一层形成理想的中间层，所述中间层具有足够的耐磨性以作为第二层的硬基础，并且同时具有足够的弹性以避免形成裂缝。因此，具有大量碳化物颗粒的材料可用作第二层。因此，本发明所公开的方法提供了非常耐磨的涂层，所述涂层在使用期间不在表面中显现出裂缝。

根据另一方面，本发明提供了一种用于切割动物纤维诸如毛发的切割装置。具体地，本发明提供了一种用于切割胡须、头发和/或体毛的切割装置。在一个实施例中，切割装置可为电动剃刀或剃刀。电动剃刀或剃刀可包括剃刀刀片，所述剃刀刀片包括如上所述地涂覆的至少一个切刃。在一个实施例中，所述至少一个切割装置的切刃包括具有至少第一层和第二层的涂层。第一层可包含粉末冶金钢，并且第二层可包含至少耐磨颗粒。所述耐磨颗粒可包括元素周期表中第四族、第五族、第六族和/或第七族中的至少一种元素的至少碳化物。无论是以组合方式描述的还是单个地描述的，结合所述涂层描述的所有结构均将同样适用于剃刀或剃刮器的涂层。

根据另一方面，本发明提供了一种修剪用于刷子（例如牙刷）的刷丝的方法。所述方法可包括提供如本文所公开的修剪装置以及使用用于切割刷丝的所述修剪装置。修剪装置可用于修剪刷丝，所述修剪装置包括本文所公开的所有结构，无论它们是单个地描述的还是以组合方式描述的。

在一个实施例中，用于修剪牙刷刷丝的方法可包括从多个刷丝移除和/或拾取至少一个刷丝簇的步骤。然后将所述至少一个刷丝簇固定和/或安装到由刷头或刷头的一部分提供的簇孔中，并且最后使用如本文所公开的切割装置来切割所述至少一个刷丝簇的自由刷丝端部。所述切割装置可包括由第一层和第二层涂覆的至少一个切刃，所述第一层可包含粉末冶金钢，并且所述第二层包含元素周期表中第四族、第五族、第六族和/或第七族中的至少一种元素的至少碳化物，以便提供碳化物切割的自由刷丝端部。如本文所用，“移除和/或拾取”应指以任何形式从较大数目的刷丝分离出一定数目的刷丝，并且将所述分离数目的刷丝转移至单独位置。如本文所用，“固定和/或安装”应指通过固定装置将刷丝簇定位在簇孔中。合适的固定装置可为例如夹紧装置、附接装置或胶粘装置。如本文所用，“簇孔”应指被定位在刷头、刷头部分、刷头载体或它们的一部分中的任何形式的任何盲孔或通孔。在一个实施例中，使用锚定件来钉住刷丝簇，或任选地将所述簇夹紧到和/或熔合到载体板中，和/或任选地用塑性材料包覆模塑所述簇。

此外，在切割之后，可对碳化物切割的自由刷丝端部进行端部圆化。由于所述切割具有高品质，因此碳化物切割的刷丝端部可更容易地被端部圆化并达到更高的品质。碳化物切割的刷丝在自由端部表现出了非常类似的切割线和更少的磨损。可如本文所公开地切割至少约1,000,000个刷头，或任选地至少约1,500,000个刷头，或任选地至少约3,000,000个刷头，而不降低所述切割的品质。

在一个实施例中，在切割之后，刷丝簇中的至少一个刷丝的最终长度可不同于刷丝簇中的至少另一个刷丝的最终长度。这意味着可使用如本文所公开的切割装置来切割不同于平坦平面的表面轮廓。在另一个实施例中，将一个刷毛簇切割至一种刷丝长度以便获得平坦平面。此外或作为另外一种选择，可切割两个或更多个刷丝簇，使得所述两个或更多个刷丝簇中的至少一个的最终长度不同于所述至少另一个刷丝簇的最终长度。这意味着可使用如本文所公开的切割装置来切割不同于平坦平面的刷头的表面轮廓。所述表面轮廓可具有弯曲形状、凸形形状、凹形形状、波形形状、多边形形状、Z字形形状、倒角形状、或它们的组合。在另一个实施例中，将刷头的刷毛簇切割至一种刷丝长度以便获得平坦平面。对表面轮廓的切割可按单一切割步骤执行。如果将按一个切割步骤来执行切割，则在切割之后，切割装置的切刃的表面轮廓对应于刷头的表面轮廓。可陆续地用相同的表面轮廓来执行两个或更多个切割步骤，由此增加所述轮廓切割的精度。

作为另外一种选择，对刷丝的切割可按两个或更多个切割组来执行。因此，首先切割第一组刷丝。然后挪开所切割的刷丝，并且切割第二组刷丝并挪开，等等。

在下文中，将给出多个示例性实施例的具体实施方式。应当注意的是，本公开中所述的所有结构，无论它们被公开于前面描述的比较普遍的例子中还是公开于下面描述的示例性实施例中，即使它们可被描述于具体实施例的环境中，当然是指被公开为可与所有其它所公开的结构相组合的各个结构，只要这将不与本公开的宗旨和范围相矛盾。具体地，本发明对于切割器或逆刀中任一个所公开的所有结构均可同样适用于另一个。

图1A至1C示出了根据本公开的切割器20的一个示例性实施例。图1A以透视图示出了切割器20。图1B示出了切割器20的顶视图，并且图1C示出了切割器20的侧视图。在该实施例中，切割器20可具有细长的矩形主体，所述主体具有代表安装区域22的圆柱形孔。可沿切割器20的纵向轴线26布置安装区域22。切割器20可由安装区域22以常规方式附接到刷丝修剪装置10。例如，可将驱动杆置于安装区域22中以用于循环地驱动切割器20（未示出）。在平行于纵向轴线26的四个边缘处，可布置一个或多个切割区域24。图1所示的切割器20在切割器20的主体的边缘的每一边缘处包括两个切割区域24，它们位于单一平面中。切割区域24可被成型为阶梯状突起。最突出的突起可被收窄成代表切刃12A的小边缘。

每个切刃12A可由耐磨涂层覆盖。为了牢靠地放置涂层，最突出的突起可包括凹口18。所述凹口18A可被成型以完全地承载耐磨涂层，以形成锋利切刃12A。凹口18A的尺寸适于完全适配于涂层的尺寸，使得在沉积所述涂层之后，获得不表现出任何粗糙边缘的表面。切刃12A可具有不同于直线的表面形状。图1所示的切刃12A示出了凸形表面轮廓。

切割器20可由任何硬质材料例如钢形成。由于耐磨涂层的缘故，切割器20的材料不必满足任何要求。在一个示例性实施例中，切割器20可由热作工具钢或由工具钢形成，其中可使用任何热作工具钢或任何工具钢。具体地，切割器20可由X37CrMoV5-1钢组成。耐磨涂层可通过激光熔覆施加，如上所述。在一个实施例中，可将两个不同材料的层沉积到切割器20的切刃12A中的每一个。第一层14可包含粉末冶金钢。第二层16包含至少耐磨颗粒，例如元素周期表中第四族、第五族、第六族和/或第七族元素中的元素的碳化物颗粒。结合图4，详细地描述了第一层14和第二层16。无论是单个地描述的还是以组合方式描述的且相关于所述涂层，图4所公开的所有结构均同样适用于图1所示切割器20的涂层。

图2A和2B示出了逆刀30的一个示例性实施例。图2A以透视图示出了逆刀30，并且图2B示出了逆刀30的顶视图。在该实施例中，逆刀30可具有矩形且平坦的主体。在矩形主体的较长侧边之一处，可布置安装区域32，所述安装区域适于以常规方式将逆刀30安装到修剪装置10的一部分（未示出）。例如，可在逆刀30的矩形主体的一个侧边处布置两个或更多个安装区域32。与安装区域32相对，具体地在逆刀30的主体的另一个侧边处，可布置一个或多个切割区域34。图2作为一个实例所示的逆刀30包括两个切割区域34，其可被成型为细长突起。切割区域沿逆刀30的一个侧边被定位成彼此邻近。细长突起的最突出的端部可被收窄成代表切刃12B的小边缘。切刃12B被布置在一个单一平面中。

每个切刃12B可由耐磨涂层覆盖。为了牢靠地放置所述涂层，切割区域34的每个最突出的部分包括适于承载所述涂层的凹口18B。凹口18B的尺寸适于完全适配于所述涂层的尺寸，以使得在沉积所述涂层之后，获得不表现出任何粗糙边缘的表面。切刃12B可具有不同于直线的表面形状。图2所示的切刃12B包括凸形表面轮廓。

逆刀30可由任何硬质材料例如钢形成。由于耐磨涂层的缘故，逆刀30的材料不必满足任何要求。在一个示例性实施例中，逆刀30可由热作工具钢或工具钢形成，其中可使用每种热作工具钢或工具钢。具体地，逆刀30可由X37CrMoV5-1钢组成。耐磨涂层通过激光熔覆来施加，如上所述。在一个实施例中，可将两个不同材料的层沉积到逆刀30的切刃12B中的每一个。第一层14可包含粉末冶金钢。第二层16包含至少耐磨颗粒，例如元素周期表中第四族、第五族、第六族和/或第七族元素中的元素的碳化物颗粒。结合图4，详细地描述了第一层14和第二层16。无论是单个地描述的还是以组合方式描述的且相关于所述涂层，图4所公开的所有结构均同样适用于图2所示逆刀30的涂层。

在图3中，作为一个示例性实施例，示出了处在工作位置的切割器20和逆刀30。图3A示出了作为总体的旋转切割器20和逆刀30。图3B示出了切割区域24,34的放大示图。切割器20的切刃12A包括凸形表面轮廓，并且逆刀30的切刃12B包括在尺寸和形状方面互补于切割器20的切刃12A的表面轮廓的凸形表面轮廓。无论是单个地描述的还是以组合方式描述的，图1和2所示实施例中所公开的切割器20和逆刀30的所有结构均同样适用于图3所示的实施例。将相同的附图标记用于与先前在图1和2中所用的相同的结构。

切割器20的切割区域24和逆刀30的切割区域34可被布置成彼此相对，使得切刃12A，12B在工作位置几乎彼此接触。如本文所用，“几乎接触”是指可在切割器20的切刃12A和逆刀30的切刃12B之间布置小间隙40。间隙的尺寸可在约0.001mm至约0.1mm范围内，或任选地在约0.003mm至约0.05mm范围内，或任选地在约0.005mm至约0.01mm范围内。通过使用安装区域22，可将切割器20连接到驱动杆，所述驱动杆循环地驱动切割器20。未示出驱动杆以及修剪装置10的另外的部件。逆刀30可经由安装区域32连接到修剪装置10的另一个部件。可执行向修剪装置10的安装使得能够单个地调节切割器20和逆刀30的位置和运动。

具有多于一个切割区域24的旋转切割器20可为有利的以便获得修剪装置10的高功效。图3所示的切割器20作为一个例子包括四对切割区域24，其可被同等地布置在切割器20的轮廓之上。在所示的实施例中，沿切割器20的边缘布置了四对切割区域24。所述成对的切割区域24可被布置成使得在切割器20的旋转期间，两个切割区域24同时地几乎接触逆刀30的两个切割区域34。

图3B示出了切割区域24,34的放大示图。所述涂层示出为在切割器20的所述两个切刃12A之一处。在另一个切割区域24处，凹口18A为可视化的。在逆刀30的切割区域34处，示出了一个凹口18B和一个具有耐磨涂层的切刃12B。在本公开的一个示例性实施例中，切刃12A，12B可被涂覆。

图4示意性地示出了涂层的建立，所述涂层被沉积到切刃12A，12B的凹口18A，18B。本文所公开的关于所述涂层的结构是一般地公开的，并且适用于所有示出的实施例。所述涂层包括至少第一层14和第二层16。通过使用激光熔覆，将这两层14,16连续地沉积到设置在切割器20或逆刀30的切割区域24,34中的凹口18A，18B上。此外，取决于所得层的期望厚度，第一层14和/或第二层16可按一个或多个沉积步骤来施加。在一个实施例中，第一层14可包含的厚度在约1mm至约4mm范围内，或任选地在约1.5mm至约3mm范围内，或任选地在约2mm至约2.5mm范围内，或任选地为所提供值内的任何单个数值或在包括所提供值或所提供值内的任何范围内。此外或作为另外一种选择，第二层16可包含的厚度在约0.1mm至约2mm范围内，或任选地在约0.5mm至约1.5mm范围内，或任选地在约0.8mm至约1.2mm范围内，或任选地为所提供值内的任何单个数值或在包括所提供值或所提供值内的任何范围内。在给定范围内的厚度能够以一个沉积步骤来施加。因此，可通过调控沉积材料的量和激光的速度来调节所述层的厚度。一般来讲，涂层应当被施加成足够地厚以允许重新刃磨切刃12A，12B。第二层16越厚，耐磨切刃12A，12B就可被越频繁地重新刃磨。在一个实施例中，第二层16厚于第一层14。此外或作为另外一种选择，第二层16可按多于一个的沉积步骤来施加。

在一个示例性实施例中，切刃12A，12B可由热作工具钢或工具钢形成，其中可使用每种热作工具钢或工具钢。任选地，切刃12A，12B可由X37CrMoV5-1钢制成。

此外或作为另外一种选择，第一层14可包含粉末冶金钢。所述粉末冶金学钢任选地可包括如下洛氏硬度（HRc值），所述洛氏硬度（HRc值）在约50至约60范围内，或任选地在约55至约60范围内，或任选地为所提供值内的任何单个数值或在包括所提供值或所提供值内的任何范围内。可使用的粉末冶金钢为例如CPM钢（购自例如Crucible Industries LLC）、440C钢、Vanadis23钢、D2钢、H19钢、S7钢、A2钢、1.4125钢、1.2379钢或1.2767钢。合适的CPM钢为例如CPM S90V、CPM 9V或CPM 1V。在一个实施例中，粉末冶金钢可按粉末形式沉积，所述粉末包括具有多种形状和/或尺寸的颗粒。

此外或作为另外一种选择，第二层16包含耐磨颗粒，例如元素周期表中第四族、第五族、第六族和/或第七族中的至少一种元素的碳化物。源自第四族的合适的碳化物可为碳化钛、碳化锆、碳化铪或它们的混合物。源自第五族的合适的碳化物可为碳化钒、碳化铌、碳化钽或它们的混合物。源自第六族的合适的碳化物可为碳化铬、碳化钼、碳化钨或它们的混合物。源自第七族的合适的碳化物可为碳化锰、碳化铼或它们的混合物。可单个地或作为混合物来使用多个族的碳化物。在一个实施例中，使用碳化钛、碳化铌、碳化钽、碳化铬、碳化钨或它们的混合物。碳化物可按粉末形式沉积，所述粉末包括具有多种尺寸和/或形状的颗粒。

此外，还可将碳化物施加在基质中。合适的基质组分包括其它金属，诸如元素周期表中第八族、第九族、第十族或第十一族元素。在一个实施例中，铁、钴、镍、铜或它们的混合物可用作基质组分。在将基质组分和碳化物两者作为第二层16施加到第一层14之前，基质组分可与碳化物混合。在一个实施例中，第二层16可按如下的量在基质组分中包含碳化物：约60%至约80%，或任选地约70%至约80%，或任选地约70%至约75%，和/或任选地所提供值内的任何单个数值或在包括所提供值或所提供值内的任何范围内。

在一个实施例中，在使用激光熔覆来沉积第一层14期间，设置在切割区域24,34的切刃12A，12B处的凹口18A，18B的表面可被部分地熔化。因此，可在切割区域24,34的材料和第一层14的材料之间实现冶金学结合并且产生小过渡区，所述小过渡区包含切割区域24,34的材料和第一层14的材料。所述过渡区足够小使得包含粉末冶金钢的第一层14保留下来。此外或作为另外一种选择，在使用激光熔覆将第二层16沉积到第一层14期间，所述第一层14的表面可被部分地熔化。因此，可在第一层14的材料和第二层16的材料之间获得冶金学结合并且产生小过渡区，所述小过渡区包含第一层14的材料和第二层16的材料。所述过渡区足够小使得第一层14（其可包含粉末冶金钢）和包含金属基质中的碳化物颗粒的第二层16在所施加的涂层中保持为可分辨的。

图5A示出了另一个示例性切割器20的透视图。将相同的附图标记用于与先前在图1至4中所用的相同的结构。旋转切割器20示出为具有八个切割区域24，它们沿切割器20的表面成对地布置。每个切割区域24包括具有扣结的凹形表面轮廓的切刃12A。耐磨涂层可被施加到切刃12A。所述涂层可包括两个不同材料的层。第一层14可包含例如粉末冶金钢，并且第二层16可包含至少耐磨颗粒，例如元素周期表中第四族、第五族、第六族和/或第七族元素中的元素的碳化物颗粒。结合图4，详细地描述了第一层14和第二层16。无论是单个地描述的还是以组合方式描述的且相关于所述涂层，图4所公开的所有结构均同样适用于图5A所示切割器20的涂层。

图5B示出了另一个示例性逆刀30的透视图。将相同的附图标记用于与先前在图1至4中所用的相同的结构。逆刀30示出为具有两个切割区域34，它们沿逆刀30的一个侧边成对地布置。每个切割区域34包括具有扣结的凸形表面轮廓的切刃12B。耐磨涂层可被施加到切刃12B。所述涂层可包括两个不同材料的层。例如，第一层14可包含粉末冶金钢，并且第二层16可包含至少耐磨颗粒，例如元素周期表中第四族、第五族、第六族和/或第七族元素中的元素的碳化物颗粒。结合图4，详细地描述了第一层14和第二层16。无论是单个地描述的还是以组合方式描述的且相关于所述涂层，图4所公开的所有结构均同样适用于图5B所示逆刀30的涂层。图1至3所示实施例中所公开的切割器20和逆刀30的所有结构均同样适用于图5A和5B所示的实施例，这与是单个地描述的还是以组合方式描述的无关。

图6A示出了另一个示例性切割器20的透视图。将相同的附图标记用于与先前在图1至5中所用的相同的结构。旋转切割器20示出为具有四个切割区域24，它们围绕切割器20的轮廓布置。切割区域24被布置在切割器20的中部中。每个切割区域24包括具有扣结的凹形表面轮廓的切刃12A。耐磨涂层可被施加到切刃12A。所述涂层可包括两个不同材料的层。例如，第一层14可包含粉末冶金钢，并且第二层16可包含至少耐磨颗粒，例如元素周期表中第四族、第五族、第六族和/或第七族元素中的元素的碳化物颗粒。结合图4，详细地描述了第一层14和第二层16。无论是单个地描述的还是以组合方式描述的且相关于所述涂层，图4所公开的所有结构均同样适用于图6A所示切割器20的涂层。

图6B示出了另一个示例性逆刀30的透视图。将相同的附图标记用于与先前在图1至5中所用的相同的结构。逆刀30示出为具有仅一个切割区域34，其被布置在逆刀30的一个边缘的中部中。所述切割区域34包括具有扣结的凸形表面轮廓的切刃12B。耐磨涂层可被施加到切刃12B。所述涂层可包括两个不同材料的层。例如，第一层14可包含粉末冶金钢，并且第二层16可包含至少耐磨颗粒，例如元素周期表中第四族、第五族、第六族和/或第七族元素中的元素的碳化物颗粒。结合图4，详细地描述了第一层14和第二层16。无论是单个地描述的还是以组合方式描述的且相关于所述涂层，图4所公开的所有结构均同样适用于图6B所示逆刀30的涂层。图1至3所示实施例中所公开的切割器20和逆刀30的所有结构均同样适用于图6A和6B所示的实施例，这与是单个地描述的还是以组合方式描述的无关。

图7A示出了另一个示例性切割器20的透视图。将相同的附图标记用于与先前在图1至6中所用的相同的结构。旋转切割器20示出为具有四个切割区域24，它们围绕切割器20的轮廓布置。另外，切割区域24被布置在切割器20的中部中。每个切割区域24包括具有凸形表面轮廓的切刃12A。耐磨涂层可被施加到切刃12A。所述涂层可包括不同材料的两个层，例如第一层14和第二层16，所述第一层为基底层且可包含粉末冶金钢，并且所述第二层可包含至少耐磨颗粒，例如元素周期表中第四族、第五族、第六族和/或第七族元素中的元素的碳化物颗粒。结合图4，详细地描述了第一层14和第二层16。无论是单个地描述的还是以组合方式描述的且相关于所述涂层，图4所公开的所有结构均同样适用于图7A所示切割器20的涂层。

图7B示出了另一个示例性逆刀30的透视图。将相同的附图标记用于与先前在图1至6中所用的相同的结构。逆刀30示出为具有仅一个切割区域34，其被布置在逆刀30的一个边缘的中部中。所述切割区域34包括具有凸形表面轮廓的切刃12B。耐磨涂层可被施加到切刃12B。所述涂层可包括不同材料的两个层，例如第一层14和第二层16，所述第一层为基底层且可包含粉末冶金钢，并且所述第二层可包含至少耐磨颗粒，例如元素周期表中第四族、第五族、第六族和/或第七族元素中的元素的碳化物颗粒。结合图4，详细地描述了第一层14和第二层16。无论是单个地描述的还是以组合方式描述的且相关于所述涂层，图4所公开的所有结构均同样适用于图7B所示逆刀30的涂层。图1至3所示实施例中所公开的切割器20和逆刀30的所有另外的结构均同样适用于图7A和7B所示的实施例，这与是单个地描述的还是以组合方式描述的无关。

图8示出了对刷头42的刷毛丝44的切割。所述刷毛丝44由如本文所公开的切割装置10切割。具有互补表面轮廓的两个切刃24,34如同剪刀那样地切割刷丝端部。刷头42的所得表面轮廓直接对应于所述两个切刃24,34的表面轮廓。

本文所公开的量纲和值不旨在被理解为严格地限于所引用的精确值。相反，除非另外指明，每个这样的量纲旨在表示所引用的值和围绕该值功能上等同的范围。例如，公开为“40mm”的量纲旨在表示“约40mm”。

Claims (14)

1.一种用于切割牙刷的刷丝的刷丝修剪装置，所述刷丝修剪装置包括切割器和逆刀，所述切割器和逆刀各自包括至少一个切刃，其中所述切割器的所述至少一个切刃和所述逆刀的所述至少一个切刃定位成彼此相对，并且其中所述切割器的所述至少一个切刃和所述逆刀的所述至少一个切刃包括互补表面轮廓，并且其中所述切割器的所述至少一个切刃和所述逆刀的所述至少一个切刃各自包括至少一个凹口，所述至少一个凹口承载包括至少第一层和第二层的涂层，其中所述第一层包含粉末冶金钢，并且其中所述第二层包含元素周期表中第四族、第五族、第六族和/或第七族中的至少一种元素的至少碳化物。

2.根据前述权利要求所述的刷丝修剪装置，其中所述切割器的切刃的表面轮廓和/或所述逆刀的切刃的表面轮廓具有弯曲形状、凸形形状、凹形形状、波形形状、多边形形状、Z字形形状、倒角形状、和/或为直线。

3.根据前述权利要求中任一项所述的刷丝修剪装置，其中所述切刃的表面轮廓的最小拐角曲率半径小于0.5mm，或小于0.3mm，或小于0.15mm。

4.根据前述权利要求中任一项所述的刷丝修剪装置，其中间隙位于所述切割器的所述至少一个切刃与所述逆刀的所述至少一个切刃之间。

5.根据前述权利要求所述的刷丝修剪装置，其中所述间隙在约0.001mm至约0.1mm范围内，或在约0.003mm至约0.05mm范围内，或在约0.005mm至约0.01mm范围内。

6.根据前述权利要求所述的刷丝修剪装置，其中所述切割器为旋转切割器或截断切割器。

7.根据权利要求6所述的刷丝修剪装置，其中所述第二层包含碳化钛、碳化铌、碳化钽、碳化铬、碳化钨或它们的混合物。

8.一种用于修剪牙刷刷丝的方法，包括

-从多个刷丝移除至少一个刷丝簇；

-将所述至少一个刷丝簇固定在由刷头或刷头的一部分提供的簇孔中；以及

-使用切割装置来切割所述至少一个刷丝簇的自由刷丝端部，所述切割装置具有被第一层和第二层涂覆的至少一个切刃，所述第一层包含粉末冶金钢，并且所述第二层包含元素周期表中第四族、第五族、第六族和/或第七族中的至少一种元素的至少碳化物，以便提供碳化物切割的自由刷丝端部。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述碳化物切割的自由刷丝端部在切割之后被端部圆化。

10.根据权利要求8或9中任一项所述的方法，其中所述固定所述至少一个刷丝簇是通过用锚定剂网装固定、夹紧在和/或熔合到刷毛载体中和/或与塑性材料重叠注塑执行的。

11.根据权利要求8至10中任一项所述的方法，其中所述刷丝簇中至少一个刷丝的最终长度不同于所述刷丝簇中至少另一个刷丝的最终长度。

12.根据权利要求8至11中任一项所述的方法，其中切割两个或更多个刷丝簇，并且其中所述两个或更多个刷丝簇中的至少一个的最终长度不同于至少另一个刷丝簇的最终长度。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述两个或更多个刷丝簇的表面轮廓具有弯曲形状、凸形形状、凹形形状、波形形状、直形形状、多边形形状、Z字形形状、倒角形状、或它们的组合。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述表面轮廓是在单一切割步骤中切割而成。