CN1105532C - 刷毛硬度可调的刷毛制品 - Google Patents

Abstract

刷毛制品由刷毛托座和固定在其上的刷毛组成，刷毛逐根或成束地布置，它们的硬度是可调的。可以特别简单、节省空间和从卫生学的观点看令人满意地调整刷毛硬度，这是通过将刷毛弹性地装在刷毛托座上，在受力时至少可横向于其轴线偏转，以及使刷毛的偏转角是可调的。

Description

刷毛硬度可调的刷毛制品

本发明涉及刷毛制品，它们由刷毛托座和固定在刷毛插座上的刷毛组成，刷毛逐根或成束地布置，以及它们的硬度是可调的。

在本发明的含义内刷毛制品应理解为配备有刷毛或刷毛束的全部产品。因此尤其是各种类型无论是手动使用或机械操纵的毛刷、装有刷毛的工具或装有刷毛的与工具配套的构件以及所有类型的毛笔均属于此。

刷毛的硬度主要由其长度的横截面以及所选择的材料确定。选择刷毛的硬度则又根据刷毛制品的使用目的决定或根据所期望的具体功能确定。用于清洁脏的表面和用于工程目的的毛刷摆在第一位的是刮扒作用和刷洗作用，换句话说刷毛必须比较硬(粗)。对于用于抛光目的和轻度清洁工作的毛刷等主要要求摩擦作用，这种作用需要较软(细)的刷毛。这同样适用于毛笔，其中尤其在画笔的领域内要求分成很多等级。这不仅通过单根刷毛的特性而且还要通过将刷毛组合成束的类型来实现。这也适用于卫生领域用的毛刷，例如牙刷、整容刷、身体刷和按摩刷等。在牙刷中主要有三种硬度被证明是必要的，即粗、中和细，以满足使用者个人的需要。

为了在具有一定使用目的的毛刷中不必为每种硬度制备一种自己的毛刷，已知一些具有可变刷毛硬度的毛刷。在所有已知的方案中为实现这一点仅仅是通过改变刷毛的自由长度，也就是改变在力的作用下刷毛有效的弯曲长度。例如已知(DE2114533)在固定在刷毛托座上的刷毛上方抽拉一块孔板，此孔板与刷毛托座之间的距离可借助于调整装置调整。刷毛起决定性作用的弯曲长度便由它们伸出孔板的长度决定并可单独和连续地调整。

在另一种已知的方案(US1189698)中刷毛托座设计为空心的，刷毛束斜置于此空腔内并固定在一滑板上。毛束穿过刷毛托座上制有孔的壁，并可借助于滑板推出或抽回成不同的长度。

这些已知的实际上只是部分地证明令人满意的方案尤其在卫生领域存在问题。因为毛束在孔中可运动地被导引，因此必须规定适当的导引间隙，在此导引间隙中积存污垢和护理剂并进一步生成细菌病灶，这些在卫生学方面是不可接受的。此外，由于护理剂如牙齿护理剂等逐渐硬化还会造成结痂，它们最终导致不能使用。另一个缺点是，刷毛或毛束必须有一个能调整为最大自由弯曲长度的长度，也就是允许调整成非常软，不管实际上使用者也许只需要调整为中等的或硬的。这就要以具有其导引和调整装置的刷毛托座的一个相应的结构高度为先决条件。但对于许多毛刷，例如牙刷、整容刷等所期望的是一种非常小的结构高度。

因此已知的这些具有可变刷毛长度的系统在实际上只有个别的主要在按摩刷中(DE2114533)得到采用。这一技术实际上未发现引用于牙刷中，因此始终是为每一种硬度提供一种自己的牙刷。除此之外，对于牙刷通常只供应三种硬度等级：粗、中、细，这种分级对于许多使用目的是不够的，尤其是它不能可变地适应于使用者，因为例如对同一个人他的牙颈和牙龈有时表现出不同的敏感度。

本发明的目的是，对于具有可调刷毛硬度的任何类型的刷毛制品，可给予使用者以使刷毛硬度独特地适应于其具体需求的可能性，与此同时不会因污染等引起卫生学方面的问题，此外力求达到小的结构尺寸。

按本发明在其刷毛具有可调硬度的刷毛制品中为达到上述目的采取的措施是，将刷毛弹性地装在刷毛托座上并在受力时至少可横向于其轴线偏转，其中，刷毛的偏转角是可调的。

在按本发明的刷毛制品的设计中，各刷毛或由多根刷毛构成毛束的硬度，不仅仅由其几何尺寸(长度和横截面)和制造它们的材料决定，而且附加地通过弹性支承影响，这种弹性支承给予刷毛或毛束以这种可能性，即，在刷毛受力时横向于轴线偏移，并在力取消后重新竖直。也就是说，这种弯曲和重新竖直的能力源自于刷毛物理性能为一方面和刷毛支承的弹性特性为另一方面的一种综合的效果。因此，刷毛的硬度可以在很大的范围内变化。与先有技术相反，硬度并不是通过改变刷毛的长度并因而必不可免地与刷毛的导引相连系来达到的，而仅仅是通过在刷毛根部区采取的措施。这里取消了在刷毛自由长度范围内可运动的导引部分及所有由此引起的缺点，例如污染、结痂、没有净化的可能性、在刷毛所在区内附加的硬的零件等。此外，在这种刷毛制品中，在刷毛托座上不必为了在刷毛托座内部吸纳可供调节的长度而采取任何针对性措施，确切地说，刷毛在刷毛托座内部可以夹装得较短。

弹性支承可设计为使偏转只能沿一个横向于刷毛轴线的方向进行。在这种情况下，刷毛在往复运动时只沿一个运动方向偏移，因此在沿这个方向时起软性刷毛的作用，而沿另一个方向刷毛竖立并起硬性刷毛的作用。因此沿两个运动方向可达到不同的效果，例如沿一个方向更多的是刮和刷，而沿另一方向主要是抚摩和扫除。采用在所有方向具有可偏转性，获得一种具有沿各方向硬度一致的不稳定支承的型式。弹性支承也可设计为沿刷毛的轴向获得一种缓冲效果。

在最佳设计中规定，刷毛处于在刷毛托座内的弹性支承中并可在支承变形的情况下偏转。此外，最好在刷毛托座上设有一作用在弹性支承上的调整装置，借助于此调整装置可以调整弹性支承变形的程度，并因而可以调整刷毛的偏转量。

因此，调整装置最好有用于限制弹性支承变形的机构。在一个受调整装置影响的位置刷毛的偏转为最大值。然后可以这样调整此调整装置，即，在另一个极端位置下实际上完全取消了支承的弹性。

在调整装置的一种最佳设计中它至少有一个为弹性支承配设的刚性支承，它布置成离弹性支承有一个间距，并可借助于调整装置向弹性支承送进。因此，此刚性支承起一种用于刷毛弹性支承的可调式支座的作用。在这种情况下此调整路程是比较短的，因为这一调整路程仅仅是在完全释放弹性支承通过逐渐增加对弹性的限制直至几乎完全取消弹性之间过渡的距离。

按照另一种最佳实施形式规定，刷毛借助于其弹性支承固定在一刚性孔板的孔中并在孔板的后面伸出孔板，孔板的前面构成刷毛托座在使用侧的表面，以及，调整装置通过刚性支承作用在弹性支承伸出孔板的区域上。

与先有技术相反，孔板是刷毛托座的固定的构件，而且孔用弹性支承和装在弹性支承中的刷毛封闭，所以不存在任何可用于沉积和固化污垢和护理剂等的间隙。这种刷毛制品在外观上与刷毛硬度不可调的刷毛制品没有什么两样。

第一种实施例的特征在于，调整装置有一块基本上平行于孔板地装在刷毛托座内的调整板，它在其面朝孔板的那一侧有为弹性支承配设的刚性支承。

调整板在刷毛托座内被导引，并可从一个在刚性支承与弹性支承之间的间距为最大时的位置，为了减小此间距可向孔板送进，在此过程中通过刚性支承逐渐增加对弹性支承变形能力的限制。沿相反的运动方向则逐渐释放弹性支承，并在刷毛受力时弹性支承能相应地变形。

调整板也可以设计为能横向移动的滑板，不过最好至少设有两块平行于孔板在刷毛托座上反向导引的滑板，它们有两个总是相对于支承轴线对置的刚性支承段。

在这种设计中刚性支承至少分成两部分，而且最好沿刷毛或毛束的轴线以及各有一个支承部分设在两块滑板之一上。通过滑板的反向运动，支承部分的间距可以从一个最大间距位置逐渐减小，并以此方式逐渐增加对此支承的弹性的限制。

弹性支承最好由榫头或套管构成，它们的周边固定在孔板的孔中，刷毛以其固定侧的端头锚固在此套管中。

合乎目的的做法是调整装置上的刚性支承设计为支承衬套，它们朝弹性支承的方向扩张并与弹性支承末端的外轮廓一致。在刷毛硬度最大的位置刚性支承完全扣压在弹性支承末端的外轮廓上以及它的弹性几乎完全消失，当此支承衬套借助于调整装置从此位置移开时给予弹性支承一个逐渐增大的用于变形的间隙。

取代这一做法也可以规定，构成弹性支承的榫头或套管在其面朝调整装置的端面有一凹槽，其中插入调整装置上构成刚性支承的凸块。

若凸块和凹槽具有完全一致的轮廓形状而且最好呈锥形扩张或呈锥形收缩，则在这种实施形式中也是有优点的。

在一种最简单的设计中规定，刚性支承由一平面的平行于孔板形式上为板的支座构成，以及它与榫头或套管末端平的端面配合作用。

在这种设计中弹性支承仅仅在其自由端面受力。在被板状支座完全贴靠时弹性支承基本上完全锁止。在支座  板有小量间距时，套管或榫头便已经可以横向于其轴线变形，以及其端面可以倾侧到直至与支座板接触，因而刷毛可以偏转以及较小程度地调整了刷毛的硬度。

在另一种最佳设计中规定，刷毛在其固定侧的端部熔化成一增厚区，刷毛借助于此增厚区锚固在弹性支承中。

采用这种已知的固定技术，保证尽管内装刷毛的支承有弹性，刷毛也仍能在偏转量的全部调整范围内牢固地锚固住。

若将刷毛的增厚区安置在弹性支承伸出孔板的区域内，则可获得最大的偏转量并因而可获得对刷毛硬度的进一步的调整范围。若反之只需要一个较小的调整范围，则增厚区可安置在孔板孔的内部，以及基本上只利用坐落于孔板中的套管及其伸出孔板的末端的端面区域内的弹性，在此端面上作用有刚性支承。

另一种最佳实施例的特征在于，孔板带着固定在其上的弹性支承和刷毛可更换地固定在刷毛托座上。

具有可更换刷毛头的刷毛制品是已知的。因此应特别注意采取措施对付清除废物以及必要的塑料回收带来的生态学问题。这一目的与按本发明的解决方案可以查出地协调一致。即，按本发明使孔板带着弹性支承和被弹性支承容纳的刷毛卡锁在刷毛托座上，并可借助于调整装置顶出。也就是说，调整装置在这里满足两个功能，亦即一方面它用于调整刷毛硬度，另一方面用来更换刷毛装填物。

为了安置调整装置，刷毛托座在刷毛装填物所在区内有槽，调整装置在槽内导引，以及此槽被孔板封闭。

调整装置的操纵可通过不同的方式实现。例如可以规定，调整装置有一个与调整板配合作用的螺钉，后者装在刷毛托座上并制有一个可从刷毛托座背面接近的旋钮。

通过螺钉的螺纹操纵旋钮，使调整板或多或少地靠近弹性支承，在此过程中，如已说明的那样，调整路程只需很小的量。

为了将刷毛硬度的调整功能与刷毛装填物的更换结合起来，上述实施形式进一步的特征在于，刷毛托座在螺钉的支承区内设计为弹性的，以及，为了顶出孔板通过在旋钮上加压这一区域可以变形。

因此，通过旋转旋钮可以调整调整板并因而调整刷毛的硬度，而通过在旋钮上加压可以使孔板从锁止装置中脱出并被顶出。

若调整装置有反向的滑板，则它们最好能借助于在刷毛托座上可接近的舌操纵。但也可取代这一设计，为了操纵可考虑在旋钮上设偏心轮或其他的操纵机构，它们可促使这种反向运动。

构成弹性支承的榫头或套管最好用具有橡胶弹性特性的弹性体制造。它们可以与孔板一起用多组元注射成型法在同时埋入刷毛固定侧增厚区的情况下制造。

按本发明设计的刷毛制品因而仅由少量零件组成，亦即原先的刷毛托座、带有锚固在其中的刷毛的孔板、调整装置及其操纵机构。

本发明以理想的方式提供了一种可能性，即，在一把毛刷中实现硬度不同的刷毛或毛束，这是例如通过将一根根刷毛或一个个毛束完全注入孔板材料中，而刷毛装填物的其余部分坐落在按本发明设计的弹性支承中。第一种刷毛或毛束显示出一种仅仅由它们的自由长度和它们的横截面决定的弯曲特性，而后一种刷毛则具有附加的弹性。此外，弹性地安装着的刷毛的偏转，通过相应地设计弹性支承的几何结构可以设计为不同的。

下面借助于一些在附图中表示的实施例说明本发明。其中：

图1牙刷的局部剖面；

图2按图1的局部放大图；

图3用于调整刷毛硬度的调整装置在不同的工作位置a、b和c；

图4与图1相应的视图表示牙刷的装配过程；

图5另一种实施例的与图3相应的视图表示调整装置的三个工作位置a)、b)和c)；

图6另一种实施例的三个工作位置a)、b)和c)；以及

图7第四种实施例的三个工作位置a)、b)和c)。

图1中作为范例表示了一种牙刷的头部1，但下面所介绍的这种头部的结构可以转用于任何其他的刷毛制品。

牙刷的头部1构成了一个用于安装组合成束3的刷毛的刷毛托座2。刷毛束3的固定侧端部有头状的增厚区4，它们是通过熔化刷毛端部获得的。借助于此头状的增厚区4，将毛束3的固定侧端部置入弹性支承5中，后者则再固定在孔板6的孔中，并从孔板6的后面伸出。刷毛束3的增厚区4位于弹性支承从孔板伸出的区域内。孔板的前面构成刷毛托座在使用一侧的表面。

在图示的实施例中，孔板6制有环状肋7，它卡锁在刷毛托座2槽9的壁内同样也是环状的沟槽8中。此外，在此槽9内安置有一调整装置10，在图1的实施例中此调整装置10设计为调整板11，并在其面朝刷毛的表面制有扩张的壳状凹槽，它们作为刚性支承12与弹性支承5配合作用。此外，调整装置10还有一形式上为旋钮14的操纵机构13，它在15处可旋转地安装在刷毛托座2中并有一螺钉16，借助于螺钉16将它拧在调整板11上相应的内螺纹中。因此，通过旋转旋钮14可使调整板11在槽9内部朝弹性支承5的方向送进。

图2放大表示了三个刷毛束3和它们的弹性支承5。最好用弹性体制成的弹性支承5设计成套管17，它们在其一个端面与孔板16齐平地结束，在它们的另一个端面通过一个底部18封闭。在此弹性支承5中刷毛束3借助于末端的增厚区4牢固地锚定。套管17本身则牢固地坐落在孔板6中。调整板11上的刚性支承12设计成壳状。它们的轮廓形状与套管17在底部18区域内的轮廓形状一致。

图3表示调整板11不同的工作位置。在位置a)，调整板11或它的刚性支承12离弹性支承5有最大距离。在这一位置下，毛束3受力时可以在用实线表示的位置与虚线表示的位置之间偏转。在这一位置，弹性支承5向里伸出孔板6的区域可有最大变形，如在图3a)中所示。它们的变形没有受在调整板11上的刚性支承的阻碍。通过将调整板11送进到位置b)，弹性支承5的变形能力受到限制，此时在刷毛束3受力时支承5的弹性变形受刚性支承12的限制。弹性支承挡靠在刚性支承12的相应的支承面上。毛束只还能以一较小的角度偏转，如图3b)所示。若调整板11最终到达其另一个终端位置c)，则刚性支承12完全包围了弹性支承5的端面并基本上失去了其弹性，所以刷毛束3不再能偏转或以不再值得一提的程度偏转。

如图4所示，孔板6可与弹性支承5及刷毛束3一起按多组元注射成形法制造，此时例如首先将刷毛束3在其固定侧的端部熔化成增厚区4并装入注模的孔中，在注模中通过围绕着增厚区4注射成型，先后制成孔板6和弹性支承5。用同样的方法，按注射成型法制造刷毛托座2、调整板11和旋钮14，并接着进行装配，此时将带有环状肋7的孔板通过卡锁入沟槽8中插装在刷毛托座内。通过将刷毛托座在旋转支承15的区域内19所在处削弱并因而获得弹性效果，可使旋钮14在刷毛托座2中的装配变得更加容易进行。此弹性区19还达到另一个目的，即，它使孔板6和刷毛装填物一起能更换，只要在旋钮14上加压使区域19下沉，并通过调整板11将压力传给弹性支承5和孔板6，于是使孔板的肋7从沟槽8脱出。因此，孔板6和弹性支承5及刷毛束经适当使用后可用一新的刷毛装填物代替。

在按图5的实施例中，弹性支承5在其内部的端面上有锥形凹槽20。调整板有作为刚性支承12的相应的锥形凸块21，它们根据调整板11的送进情况或深或浅地插入弹性支承5的凹槽20中，并因而或多或少地限制支承的弹性，如在位置a)、b)和c)中所示。

在按图6的实施例中，弹性支承5在其位于刷毛托座2槽9内的那一端有一平的端面22。调整板11作为刚性支承12有一个平行于孔板6的带支承面23的平面。当刷毛束3受力时，弹性支承5变形，使平的端面22从平行于孔板6的位置倾侧。这一倾侧可通过送进调整板11限制，如在位置a)、b)和c)中所示，以便以此方式改变刷毛的硬度。

在按图7的实施例中，弹性支承5在其位于刷毛托座2槽9内的那一端有一锥形端面24。调整装置10由两块反向的滑板25、26组成，它们各有一个刚性支承12的一半。因此这两个半个可为了减小它们的间距而相对移动，如图中用箭头所示。因此，通过这两个滑板25、26的相对移动，使弹性支承5锥形端面24的运动自由度，从位置a)经由位置b)到位置c)逐渐增加限制。在位置c)，这两个半个刚性支承12全都贴靠在弹性支承5的锥形端面24上。

Claims (27)

1.刷毛制品，由刷毛托座和固定在其上的刷毛组成，刷毛逐根或成束地布置，它们的硬度是可调的，其特征为：刷毛(3)弹性地装在刷毛托座(2)上，在受力时至少可横向于其轴线和至少可沿一个方向偏转；以及，刷毛的偏转角是可调的。

2.按照权利要求1所述的刷毛制品，其特征为：刷毛(3)可横向于其轴线沿所有方向偏转。

3.按照权利要求1或2所述的刷毛制品，其特征为：刷毛(3)沿其轴线方向弹性缓冲地安装着。

4.按照权利要求1所述的刷毛制品，其特征为：刷毛(2)处于刷毛托座(2)上的一个弹性支承(5)中并可在支承变形的情况下偏转。

5.按照权利要求4所述的刷毛制品，其特征为：在刷毛托座(2)上设有一作用在弹性支承(5)上的调整装置(10)。

6.按照权利要求5所述的刷毛制品，其特征为：调整装置(10)有用于限制弹性支承(5)变形的机构(12)。

7.按照权利要求6所述的刷毛制品，其特征为：调整机构(10)至少有一个为弹性支承(5)配设的刚性支承(12)，它布置成离弹性支承有一个间距并可借助于调整装置(10)向弹性支承送进。

8.按照权利要求7所述的刷毛制品，其特征为：刷毛(3)借助于其弹性支承(5)固定在一刚性孔板(6)的孔中，并在孔板(6)的后面伸出孔板，孔板(6)的前面构成了刷毛托座(2)在使用侧的表面；以及，调整装置(10)通过刚性支承(12)作用在弹性支承(5)伸出孔板(6)的区域上。

9.按照权利要求7所述的刷毛制品，其特征为：调整装置(10)有一块基本上平行于孔板(6)地装在刷毛托座(2)内的调整板(11)，它在其面朝孔板(6)的那一侧有为弹性支承(5)配设的刚性支承(12)。

10.按照权利要求9所述的刷毛制品，其特征为：调整板(11)在刷毛托座(2)内被导引，并可从一个在刚性支承(12)与弹性支承(5)之间的间距为最大时的位置，为了减小此间距向孔板(6)送进。

11.按照权利要求9所述的刷毛制品，其特征为：调整板(11)设计为滑板，它可平行于孔板(6)移动地在刷毛托座(2)上被导引。

12.按照权利要求11所述的刷毛制品，其特征为：设置两块平行于孔板(6)在刷毛托座(2)上反向导引的滑板(25、26)，它们有两个总是相对于支承轴线对置的刚性支承(12)段。

13.按照权利要求8所述的刷毛制品，其特征为：弹性支承(5)由榫头或套管(17)构成，它们的周边固定在孔板(6)的孔中，刷毛(3)以其固定侧的端头锚固在此套管(17)中。

14.按照权利要求7所述的刷毛制品，其特征为：调整装置(10)上的刚性支承(12)设计为支承衬套，它们朝弹性支承(5)的方向扩张并与弹性支承(5)末端的外轮廓(18)一致。

15.按照权利要求13所述的刷毛制品，其特征为：构成弹性支承(5)的榫头或套管(17)在其面朝调整装置(10)的端面有一凹槽(20)，其中插入调整装置(10)上构成刚性支承(12)的凸块(21)。

16.按照权利要求7或8所述的刷毛制品，其特征为：刚性支承(12)由一平面的平行于孔板(6)形式上为一板的支座(23)构成，它与榫头或套管(17)末端平的端面(22)配合作用。

17.按照权利要求4所述的刷毛制品，其特征为：刷毛(3)在其固定侧的端部熔化成一增厚区(4)，刷毛(3)借助此增厚区(4)锚固在弹性支承(5)中。

18.按照权利要求17所述的刷毛制品，其特征为：刷毛(3)的增厚区(4)安装在弹性支承(5)伸出孔板(6)的区域内。

19.按照权利要求17所述的刷毛制品，其特征为：增厚区(4)安装在弹性支承(5)中孔板(6)的孔的高度位置处。

20.按照权利要求8所述的刷毛制品，其特征为：孔板(6)与固定在其上的弹性支承(5)和刷毛(3)一起可更换地固定在刷毛托座(2)上。

21.按照权利要求20所述的刷毛制品，其特征为：孔板(6)卡锁在刷毛托座(2)上，并可借助于调整装置(10)顶出。

22.按照权利要求8所述的刷毛制品，其特征为：刷毛托座(2)在刷毛装填物所在区内有一个槽(9)，调整装置(10)在槽(9)内导引，以及此槽被孔板(6)封闭。

23.按照权利要求9所述的刷毛制品，其特征为：调整装置(10)有一个与调整板(11)配合作用的螺钉(16)，它装在刷毛托座(2)上并制有一个可在刷毛托座背面接近的旋钮(14)。

24.按照权利要求23所述的刷毛制品，其特征为：刷毛托座(2)在螺钉(16)的支承(15)区域(19)内设计为弹性的，以及，为了顶出孔板(16)通过在旋钮(14)上加压这一区域(19)可以变形。

25.按照权利要求11或12所述的刷毛制品，其特征为：滑板(26、27)可借助于在刷毛托座(2)上可接近的舌操纵。

26.按照权利要求13或17所述的刷毛制品，其特征为：构成弹性支承(5)的榫头或套管(17)用一种弹性体制成，并与孔板(6)一起用多组元注射成型法在同时埋入刷毛(3)固定侧增厚区(4)的情况下制造。

27.按照权利要求8所述的刷毛制品，其特征为：整个刷毛装填物中只有一部分刷毛(3)锚固在弹性支承(5)中，而其余部分直接注入孔板(6)中。

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