CN115666327A - 用于制造刷子的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种采用如下步骤制造具有载体主体(10)和刷毛嵌件(14)的刷子的方法：‑备好具有收纳槽开口(12)的载体主体(10)；‑将刷毛嵌件(14)的锚固部分(18)引入收纳槽开口(12)；‑将已启动的超音波发生器(20)压向载体主体(10)，使得超音波发生器(20)的至少一个工具头(22、24)穿过载体主体(10)的材料以及然后压向锚固部分(18)，由此该锚固部分(18)与载体主体(10)的材料相连接。

Description

用于制造刷子的方法

技术领域

本发明涉及一种用于制造刷子、特别是如化妆刷、睫毛刷或齿间刷这种花丝刷的方法。

这种刷子具有刷毛嵌件，该刷毛嵌件的支承结构由两个相互扭绞的线材部分构成。在所述两个线材部分的一部分长度上夹持了大量刷毛，于是形成了刷毛部分。那段没有刷毛的部分则形成锚固部分，通过该锚固部分可将刷毛嵌件固定在载体主体上。

背景技术

由DE 10 2018 127 192 A1已知，锚固部分通过超音波嵌入连接到载体主体的锚固表面。为此而使用超音波发生器(Sonotrode)，该超音波发生器被插入载体主体的凹口中以及在那里被压向锚固部分，由此借助所引入的能量将载体主体的材料局部地熔化以及在那里将锚固部分嵌入。同时可将锚固部分如此塑性变形，使得该锚固部分将不会因为旋转运动而从锚固表面旋出。要使超音波发生器能接合到锚固部分，必须给载体主体配置足够大的凹口。后续将该凹口用盖板封闭起来，使得从外面再也看不到锚固部分与载体主体连接的区域。

发明内容

本发明的目的在于，改进制造刷子的方法，从总体上降低花费。

为了实现这个目的，根据本发明提供一种通过下列步骤制造包括载体主体和刷毛嵌件的刷子的方法：首先备好具有收纳槽开口的载体主体。然后将刷毛嵌件的锚固部分置入收纳槽开口。之后使得已启动的超音波发生器压向载体主体，使得超音波发生器的至少一个工具头压穿载体主体的材料以及然后压向锚固部分，由此使得该锚固部分与载体主体的材料相连接。本发明基于该认知，即在初始状态下的载体主体不必配备较大的凹口，超音波发生器被推入该凹口，而是超音波发生器自身(至少部分地)可以进入刷毛嵌件的锚固部分，由此为该锚固部分提供能量，使得该锚固部分与载体主体材料相连接。以此方式来简化载体主体的制造，因为在用于制造载体主体的射出成型模具中只需要很少的或根本不需要芯子。此外还得出一个优势，即之后无需附接盖板来封闭用于超音波发生器的凹口，因为在载体主体的外表面仅可见到一个或几个小小的凹部，超音波发生器的一个或几个工具头就是穿过所述凹部进入载体主体材料的。但是，这些凹部在视觉上并无其它妨碍。此外，因为收纳槽开口不是透过凹口而侧向打开，此则确保在将超音波发生器压上去时，锚固部分处于精确定义的位置上。

可规定，为载体主体设置凹部，并且将超音波发生器的工具头置入该凹部以及接着穿过该凹部的底部，通过该方式制造出通路，该通路延伸至收纳槽开口以及也因此延伸至锚固部分。凹部减少了超音波发生器在到达锚固部分之前所需穿过的材料量。由此可提高周期时间。

也可以将工具头压向载体主体的外表面，使得该工具头制造出通路，并且穿过该通路到达锚固部分。在此种设计的情况下，如果载体主体是射出成型件，则不必使用芯子来制造凹部。也无必要比如用钻孔或其它的加工方法来制造凹部。

根据一种实施方式规定，超音波发生器包括几个工具头，这些工具头中的至少一个被推入载体主体的凹部以及至少一个被压在载体主体的外表面。在该设计中，其中一个凹部起着超音波发生器的导向作用，而其它的工具头必须穿透载体主体的材料为自身开通道路。

超音波发生器可具有几个不同长度的工具头。借助该等工具头可将锚固部分在被嵌入载体主体材料的过程中进行各种变形，这样就产生了形状配合，该形状配合防止锚固部分的扭绞线材部分从载体主体材料中被旋出。

可规定，载体主体具有的凹部多于超音波发生器具有的工具头，并且仅利用一部分凹部来使得锚固部分与载体主体材料连接。所述凹部可以用于例如形成防滑的抓握部分。而其中的几个凹部可用于将锚固部分连接到载体主体上。如果凹部的直径相对于凹部的深度很小，则看不到在载体主体内部的刷毛嵌件的锚固部分，这样(至少在第一眼看到时)对于操作者来说，各个凹部之间就没有什么区别了。由此，无需采取其它措施来封闭或遮盖用于超音波发生器的信道口。

当刷毛嵌件的锚固部分和载体主体材料连接时，优选通过超音波发生器的工具头使锚固部分局部变形。例如可制造一个V型或U型的凸块，将该凸块深深地压入载体主体的材料中。由此形成形状配合，通过该形状配合，锚固部分被特别可靠地置入载体主体的材料中。

也可规定，超音波发生器具有多个工具头以及总体上由这些工具头对锚固部分进行变形。以此方式，锚固部分在工具头作用于锚固部分的区域内，相对其它相邻部分发生变形，特别是相对那个位于面对刷毛嵌件一侧的区域发生变形。在此也形成了形状配合，凭借该形状配合可防止刷毛嵌件从载体主体中旋出。

根据一种优选实施方式规定，锚固部分被熔入载体主体材料。在该设计中，大量的能量被提供给锚固部分，导致锚固部分下方的材料软化，从而载体主体的材料流进了彼此扭绞的线材部分的空隙。此则增加了保持力。

优选将锚固部分如此深入地熔入载体主体材料，直到锚固部分处于相邻的载体主体材料部分的高度之下。这通常导致了，在锚固部分之上的载体主体材料又会有些流在一起，这样一来，载体主体材料中所保留的空隙要比锚固部分的最大直径还狭小。即使用以使已熔化且又重新凝固的载体主体材料黏附在锚固部分的表面上的黏合力被超过，也仍需使用机械手段将载体主体材料进行变形，以便可以从载体主体上拆开锚固部分。

根据一种优选实施方式，载体主体由塑料制成，特别是由聚丙烯制成。可以按照一种所期望的方式在极短的周期时间内将这种材料熔化，从而使锚固部分与载体主体相连接。

也可规定，载体主体由天然材料制成，特别是木头或竹子。令人惊奇的是，此种情况下在锚固部分材料和载体主体材料之间也形成了连接，这相当于超音波焊接。

附图说明

下面根据各种不同的实施方式来阐述本发明，所述各种不同的实施方式则在附图中示出。在附图中：

图1示出用于刷子的载体主体的示意性剖面图；

图2示出刷毛嵌件，该刷毛嵌件被置入载体主体中以及与该载体主体连接，从而形成刷子；

图3示意性地示出超音波发生器，该超音波发生器可应用于根据本发明的方法中，以使刷毛载体和载体主体相连接；

图4示意性地示出根据本发明方法的第一和第二方法步骤；

图5示意性地示出根据本发明方法的第三方法步骤；

图6示出经过前三个方法步骤后而变形的刷毛载体；

图7以示意性剖面图示出采用根据本发明的方法而制造的刷子；

图8a-8d示出根据本发明的方法的各种步骤，其中，在所述方法中使用了图3的超音波发生器；以及

图9a-9d示出刷子的各种实施例，所述刷子是采用根据本发明的方法制造而成。

具体实施方式

图1示出用于刷子的载体主体10，该载体主体通常是细长的以及在端部具有收纳槽开口12，在该收纳槽开口中可附接刷毛嵌件(详见图2)。

收纳槽开口12在此处笔直地延伸以及被设计成盲孔。没有侧面入口。

载体主体10优选由塑料，特别是聚丙烯制成。原则上也可以用木头或竹子等天然材料制成载体主体10。

如果是铸件，则可在制造载体主体10的过程中模制收纳槽开口12。可替代地，也可以钻孔方式形成收纳槽开口12。

图2中所示出的刷毛嵌件14由一根中间弯曲的线材构成，由此而得到两段等长的部分。所述两段等长部分相互绞合在一起。其中，在一个区域内将大量刷毛接入相互扭绞的两个线材部分之间，由此，刷毛被夹紧在所述线材部分之间。这样形成了刷毛部分16。在刷毛部分16之外则是无刷毛的绞合线材部分。无刷毛线材部分的一部分用于将刷毛嵌件14固定或锚固于载体主体10中的收纳槽开口12中。于是，这一部分被称为锚固部分18。

刷毛嵌件14也可由两根单独的线材构成，所述两根单独的线材相互绞合。

如果刷毛嵌件14固定于载体主体10中，则所形成的刷子特别是一个有如化妆刷、睫毛刷或者齿间刷的花丝刷。

图3示意性地示出超音波发生器20，即用于将超音波生成器所产生的高频机械振动导入工件的工具。此处未示出超音波生成器。要被导入振动的工件是刷毛嵌件14的锚固部分18。

在图3所示出的实施例中，超音波发生器20具有几个工具头22、24，其中三个工具头22有着相同长度以及第四个工具头24比工具头22长。

总的来讲，超音波发生器用于将刷毛嵌件14的锚固部分18和载体主体10的材料焊接到一起。由于被引入锚固部分的能量和所施加的机械压力，载体主体材料局部变软或熔化，当材料再次冷却时，锚固部分18与载体主体10牢牢地连接在一起。

本方法的特别之处在于，载体主体没有通往收纳槽开口12的侧面通道口，而是当超音波发生器从侧面被放在载体主体上时，该超音波发生器的工具头自身从载体主体的外侧到达收纳槽开口12，在该处遇到锚固部分18，并且将该锚固部分压靠在收纳槽开口12的壁上以及使得锚固部分18和载体主体材料相连接。

图4示意性地示出根据本发明的方法的第一和第二步骤。

在第一步骤中，将刷毛嵌件14推入(详见箭头P)已备好的载体主体10的收纳槽开口12中。

然后将已启动的超音波发生器在合适的位置上压在载体主体10的外壁上(详见箭头D)，使得工具头22、24穿过载体主体10的材料，直至超音波发生器到达收纳槽开口12以及在该处压在锚固部分18上。然后将该锚固部分18借助所引入的超音波振动牢牢地压到收纳槽开口12的一侧，并在那里牢固地与载体主体10的材料相连接。

如果载体主体10由塑料制成，则超音波发生器20(准确地说：它的一个或数个工具头)熔穿载体主体的壁，直至碰到锚固部分18。然后该锚固部分熔入载体主体的材料。与所引入的能量大小相关，其中可将锚固部分18不同深度地置入收纳槽开口12的壁中。如果超音波发生器20足够久地压在锚固部分18上，将该锚固部分如此深地置入载体主体10的材料中，使得该锚固部分位于相邻壁区域的高度之下。

也可考虑，用诸如木头或竹子等天然材料制成载体主体10。如果工具头22、24的横截面足够小，则即使是在这种材料的情况下，该工具头22、24也可穿过载体主体，直至遇到锚固部分18。已经证实，由金属制成的锚固部分18通过所引入的超音波振动也能与木头或竹子连接。即使在此种情形下载体主体的材料没有熔化，也会产生极大的保持力，该保持力可与嵌入塑料体内相比。

当工具头22、24将锚固部分18压在收纳槽开口12的壁上时，工具头将该锚固部分18局部变形，从而除了锚固部分18和载体主体10的材料之间的材料配合连接(stoffschlüssige Verbindung)以外还形成形状配合。该形状配合特别用于吸收作用于载体主体10和刷毛嵌件14之间的扭矩。因此可以可靠地防止由扭绞的线材部分所构成的锚固部分18从载体主体10中旋出。

图5中可见，作为方法的第三步骤，将超音波发生器20从载体主体10上移除(详见箭头R)。剩下由工具头22、24产生的通路30，该通路通向如下位置：在该位置上锚固部分18通过工具头22、24而变形以及被压入载体主体的材料。锚固部分18上的塑性变形位置32在图6中可见。

在图7中，以增大的比例示出锚固于载体主体10中的刷毛嵌件14，其中载体主体10是以剖面示出。可看到，锚固部分18尤其是在塑性变形位置32区域内被压入载体主体10的材料中以及锚固在那里。此外还可看到，工具头22、24在进入收纳槽开口12时将载体主体材料的一部分挤入了该收纳槽开口12(参见34部分)。该材料部分的作用在于，将锚固部分18可靠地固定在载体主体10中，因为该材料部分防止锚固部分(针对图7中的视图)向上脱离该锚固部分的“床”。

图8a-8d示出该方法的一种实施方式，在该方法中，使用了图3所示出的带有三个较短工具头22和一个较长工具头24的超音波发生器。

在第一步骤(详见图8a)中，将刷毛嵌件14推入载体主体10的收纳槽开口12中，直至该刷毛嵌件在那里被收纳(详见图8b)。在图8b中可见，载体主体10在初始状态时没有用于工具头22、24的通路。

在图8c中可看到处于某种状态下的超音波发生器20，在该状态中，超音波发生器已经被压在载体主体10上，使得工具头22、24已穿过载体主体10的材料以及压在锚固部分18上。该锚固部分18因而与载体主体10的材料牢固地连接。

图8d示出载体主体10的剖面图，如此示出了锚固部分18处于与载体主体10的材料牢固连接的状态。

可以看出，锚固部分18是双重变形。一方面，该锚固部分18相对于其初始状态总体上发生了偏移(参见区域36)，因为三个较短的工具头22使得锚固部分18整体上相对于在收纳槽开口12的前部中被引导的区域发生侧向变形。此外还可看到位置32，在该位置上，较长的工具头24将锚固部分18局部地塑性变形以及在那里将该锚固部分极深地压入载体主体10的材料。

图9a-9d示出刷子的各种实施方式，所述刷子是采用根据本发明的方法制造而成。此处涉及到化妆刷、齿间刷或睫毛刷。

所有所示出的实施例具有以下共同点：如果刷毛嵌件14锚固于载体主体上，则刷子因为所使用的制造方法而具有至少一个通路30，该通路由超音波发生器的工具头产生以及延伸至收纳槽开口12中。此外还配备了几个凹部40，所述凹部或者单纯是装饰性的(尤其是用来分散超音波发生器借助工具头22、24在载体主体10中压出了一条通路的事实)，或者用来改善手感和/或抓握可靠性。

在图9a中的实施例中，通路30和凹部40布置在载体主体10的圆锥形前部上。

在图9b和9c的实施例中，通路30和凹部40分布在载体主体10缩进的、小平面状的部分上。

在图9d中的实施方式中，通路30和凹部40仅在载体主体的一面分布成一排。

可规定，载体主体10在初始状态下具有所指定的凹部40以及通路30仅以如下方式制造而成，即将超音波发生器或超音波发生器的工具头压在载体主体10平滑的表面上。或者，已经在超音波发生器的工具头22、24压入载体主体10的地方，为载体主体10设置了凹部40。在此种情形下，凹部40用作超音波发生器的导引件，并且，工具头22、24穿过载体主体到达收纳槽开口12时挤压载体主体10的材料，该材料不是被抛向载体主体10的外表面，而是在凹部40内更深一些。从视觉角度来看，这可能是很有利的。

Claims (12)

1.一种采用如下步骤制造具有载体主体(10)和刷毛嵌件(14)的刷子的方法：

-备好具有收纳槽开口(12)的载体主体(10)；

-将刷毛嵌件(14)的锚固部分(18)引入该收纳槽开口(12)；

-将已启动的超音波发生器(20)压向所述载体主体(10)，使得该超音波发生器(20)的至少一个工具头(22、24)穿过所述载体主体(10)的材料以及然后压向所述锚固部分(18)，由此所述锚固部分与所述载体主体(10)的材料相连接。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述工具头(22、24)被置入所述载体主体(10)的凹部(40)以及然后穿过该凹部(40)的底部。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述工具头(22、24)压在所述载体主体(10)的外表面上，以使所述工具头(22、24)形成通路(30)，通过该通路，所述工具头到达所述锚固部分(18)。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述超音波发生器(20)具有多个工具头(22、24)，其中至少一个工具头被压入所述载体主体(10)的凹部(40)并且至少一个工具头被压在所述载体主体(10)的外表面上。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述超音波发生器(20)具有多个不同长度的工具头(22、24)。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述载体主体(10)具有的凹部(40)多于所述超音波发生器(20)所具有的工具头(22、24)，并且仅利用所述凹部(40)的一部分使所述锚固部分(18)与所述载体主体(10)的材料连接。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，当锚固部分和所述载体主体(10)的材料连接时，借助所述超音波发生器(20)的工具头(22、24)使所述锚固部分(18)局部变形。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述超音波发生器(20)具有多个工具头(22、24)并且借助所述工具头(22、24)使所述锚固部分(18)整体上变形。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述锚固部分(18)熔入所述载体主体(10)的材料中。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，将所述锚固部分(18)如此深入地熔入所述载体主体(10)的材料，直到所述锚固部分处于所述载体主体(10)的相邻材料部分的高度之下。

11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述载体主体(10)由塑料制成。

12.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，所述载体主体(10)由天然材料制成，特别是由木头或竹子制成。

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