CN1561417A - 用于制造硬毛部件的方法和设备 - Google Patents

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    • B29L2031/425Toothbrush

Abstract

一种制品,其具有与基线相连的细长元件。该制品可用作硬毛部件、地毯部件和其它多种产品。制品是这样制造的,即将线绕心轴(26)卷绕以形成多个卷圈,接着将基线(29、30、44、46)粘合到卷圈。在沿着基线的一侧切割卷圈后,形成多个部件(64、66、68、70、72、74、76)。这些部件被供给到第二心轴(90),第二心轴(90)带有由第二线形成的卷圈(92)。部件的基线接着被粘合到第二心轴(90)的卷圈(92)上。在沿着基线切割后,多个改性的部件形成有由两组卷圈形成的两排细长元件。用于形成部件的设备可包括调节装置以进一步增强细长元件与基线的连接,并且还使细长元件被切割的端部平滑。

Description

用于制造硬毛部件的方法和设备
未审定的相关申请本申请是Mark S.Edwards于1999年12月6日提交的、标题为“Bristle Subassemblies Having Parallel Pairs Of Bristles;And Methods Of Making Same”、美国专利申请系列号为No.09/455,308的的部分继续申请,美国专利申请系列号为No.09/455,308的申请是Mark S.Edwards于1998年6月5日提交的、标题为“Methods and Apparatus For Making Articles HavingBristles”、美国专利申请系列号为No.09/092,092的部分继续申请。本申请涉及Mark S.Edwards于1998年6月5日提交的、标题为“Monofilament Bristle Assemblies And Methods Of MakingBrushes Using Same”、系列号为No.09/092,094的未审定的申请;以及Mark S.Edwards于2000年4月17日提交的、标题为“Methods AndApparatus For Making Bristle Subassemblies”、系列号为No.09/550,657的未审定的美国专利申请(该申请基于1999年4月23日提交的临时申请系列号No.60/130,883)。
技术领域
本发明涉及一种用于制造具有带有其上附接聚合单丝硬毛的基线的聚合硬毛部件的方法和设备,本发明还涉及其中两排聚合单丝硬毛附接于一个基线上的聚合硬毛部件。两排聚合单丝硬毛通过硬毛粘合工艺以“多通过”的方式至少两次穿过基线而被附接。
背景技术
上述提及的未审定的申请描述了一种用于制造硬毛部件的方法和设备,其中单丝被卷绕在心轴周围。该设备有两种常规地变型。在第一变型中,沿心轴的外表面牵拉基线从而使单丝在横向方向上在纵向上设置并且平移的基线上卷绕。当基线移动时,它在超声波喇叭的作用下载运着单丝“卷圈”,该超声波喇叭提供足够量的超声波能量以使得基线与单丝的紧靠的表面受热并因此熔合在一起。在熔合在一起之后,该卷圈被切割,从而形成所谓的“硬毛部件”,硬毛部件可用于制造各种各样的制品,包括刷子的硬毛。
在该设备的第一变型中,卷圈通过一个或者多个基线的移动被传输到超声波喇叭。通常,在心轴上使用一个以上的基线。在第二变型中,使用缆线传输卷圈,并且使基线与心轴外的卷圈相接触。在图1中示出了第二变型的一个示例。
图1示出了第二变型的一个优选实施例的示意图。具体地,细丝1通过一张紧驱动器(未示出)从一线轴(未示出)中被供给并且通过卷绕机构2被连续地围绕一个四边的心轴5卷绕,以沿心轴5的长度形成多个连续的卷圈6。卷绕机构2是美国专利No.5,547,732中所描述的卷绕机构的高速变型,其结合于此以供参考。
由金属丝或适合的聚合材料制成的缆线4沿心轴表面上的沟槽7a向下行进并且利用滑轮3a反转其方向。然后缆线4沿心轴的角部7b向上行进并且使得卷圈6沿心轴的长度移动。缆线4被改变方向并在心轴5的后部在沟槽7c中向下行进并由滑轮3b再次改变方向并且沿心轴的角部7d向上行进,从而支撑该卷圈并且沿心轴5的长度使之移动。附加的环状支撑缆线与缆线4同步并且以相似的方式定位在心轴的两个剩余相对的角部上并且在心轴5的相对侧上的沟槽中行进。第二环状缆线需要滑轮(未示出)以便于改变和反转附加环状缆线的方向。
基线8a、8b、8c和8d通过对应的导管13a、13b、13c和13d被供给到心轴5的每一侧,最好被供给到图1中所示的心轴5的每个角部处,并且基线8a、8b、8c和8d与卷圈6相接触。超声波组件9a、9b、9c和9d保持基线8a-d与卷圈6相接触并且提供充足的能量以便于至少部分熔化该基线、该卷圈的细丝,或使两者一起熔化。通常,使用0.1到1.0焦耳能量使将热塑性聚酰胺单丝基线结合到卷圈的细丝。
当使卷圈的细丝与基线结合并使之沿心轴5的长度前进时,使用切割器10a和10b将卷圈的细丝切割成多个硬毛部件11a、11b、11c和11d。在与切割器10a和10b相对定位的心轴5的相对侧上的切割器没有示出。硬毛部件11a-d然后被卷绕在线轴上并且适用于在制造诸如刷子等制品,特别是牙刷时使用。
在切开之后,如上所述的硬毛部件包括带有两排单丝硬毛的基线,并且每排硬毛都略微形成一定角度以从端视图来看形成V形。由于基线大约在切割器的所形成的两个切口之间的中点处被结合于“卷圈”上这个事实,使得每排硬毛都与另一排上的对应的硬毛整体形成。
以往一直以基本上上述的方式(其中上述实施例涉及单丝而非簇状细丝)通过一次经过超声粘合器制造用于制造簇毛或硬毛丝的基线。这种类型的系统限制了每英寸给定的硬毛/簇丝的硬毛或簇丝的数量并只形成了硬毛/丛丝的一次混合。
发明内容
本发明包括这样的方法和设备,该方法和设备以与第一粘合器串联的方式使用第二粘合器和卷绕器以形成硬毛/簇丝,所述硬毛/簇丝可具有更大的挠性以便于使用和生产。例如,首先由粘合于基线的第一卷圈中形成硬毛/簇丝,并且该硬毛/簇丝在经过其中到附接另一层硬毛/簇毛的第二卷绕器和粘合器系统之前被切开或切割。第二层可被附接到第一硬毛/簇毛的同一侧或相对侧。因此,硬毛/簇毛的总量可被扩大到单个粘合器的能力的两倍;而且,不同尺寸和类型的单丝也可容易地被组合,或者不同颜色、形状或其他表面特征的单丝可被组合以形成具有期望组合的硬毛。硬毛可在硬毛/簇丝中被分隔,或者可被层置在基线的一侧上或相对侧上。
如果期望的话,依照本发明,对于特定应用或消费者需求,可以串联的方式布置辅助粘合器/卷绕器部件以便于“增加”硬毛/簇毛层。通过以串联的方式使用两个或多个超声波粘合器和卷绕器部件,可获得使用相关申请中所描述的一次通过的卷绕器/粘合器机构不可能获得的硬毛/簇毛结构。
单卷绕器/粘合器机构在单位产品的长度上只能产生一个硬毛浓度,即,与一个八密耳白色细丝相组合的两个红色六密耳细丝。如果期望的话,该产品可具有多层,每层都具有其自身的独特硬毛配比,即,层一包括与一个白色六密耳圆细丝相混合的两个红色六密耳圆细丝;层二包括两个八密耳蓝色菱形细丝。因此,本发明考虑不同形状、颜色、厚度等广范围都可形成为基线一侧上或相对侧上的层。
当制造单丝硬毛时,形成单丝的一种尤为适合的聚合材料是尼龙。这些单丝已用于制造各种各样的产品,包括刷毛、钓鱼线、以及网球拍弦线。
本发明具有若干优点。例如,大厚度的硬毛的高密度具有非常窄的处理窗因此难于以一单次通过产生。这是由于大量卷圈的高硬度和细丝已扭曲和纠缠的极限的组合造成的。多次通过处理将每一个卷绕器/粘合器的数量降低为更适合于高速制造的范围。
从以下结合附图中所示的示意性实施例的详细描述中,将更明白本发明的特征和优点。
附图说明
图1是表示用于使用一单次通过基线形成硬毛部件的方法和设备的示意图,其中该设备包括卷绕、粘合和切割部件;图2是表示用于使用多次通过工艺形成硬毛部件的方法和设备的示意图,其中用于形成硬毛部件的至少两个设备以串联的方式操作;图3是按照本发明的心轴的横截面图,并且以示意图的形式示出了用于在心轴的各角部处将基线粘合于卷圈上的角部超声波组件的位置;图4是按照本发明的心轴的放大图,并且示出超声波喇叭的砧座和尖部的特征;图5是心轴的其中一个角部的另一个放大图,并且详细地示出了在单丝的卷圈下方的砧座的角度;图6是与图3相似的横截面图,示出了用于中点基线的超声波组件;图7是图6所示心轴的一部分和超声波组件的放大图;图8是图7所示心轴的一部分和超声波组件的另一个放大图;图9是在第二硬毛部件工位处的心轴的横截面图,并且示出用于角部基线的超声波组件的位置;图10是图9所示心轴的一部分和用于心轴的超声波组件的一个放大图;图11是图9所示心轴的一部分和用于心轴的超声波组件的另一个放大图;图12是在第二硬毛部件工位处的心轴的横截面图,并且示出用于中点基线的超声波组件的位置;
图13是图12所示心轴的一部分和用于心轴的超声波组件的一个放大图;图14是示出了中点基线的卷圈和基线的接触部分的另一个放大图;图15是在第一硬毛部件工位处的心轴的横截面图,并且示出了剪切器组件;图16是图15所示心轴的一部分的放大图,为了便于说明,除其中的一个剪切器外,移除了所有的剪切器;图17是在第二硬毛部件工位处的心轴放大图,其中示出了与图16相似的中点基线处的剪切器的视图,其中为了便于说明而移除了其他的剪切器;图17a是表示角部剪切器和协同操作的台刀或切割器台的放大图;图18是用于调节硬毛部件的硬毛的切割端的调节设备的示意图;图19是硬毛部件的硬毛的端视图,其中示出了在基线处的锯齿状的近端,如从图18的虚线椭圆“A”中可看到的;图20是硬毛部件的硬毛的端视图,其中示出了调节步骤之后的被倒圆或变平滑的近端,如从图18的虚线椭圆“B”中可看到的;图21是图18所示设备的端视图,示出了延伸到冷却箱中的调节轮;图22是图21所示调节轮的局部放大图,如从图21的虚线椭圆“C”中可看到的;图23是按照本发明另一实施例的调节设备的示意图;图24是图23所示调节设备的局部端视图,如沿图23的线D-D所看到的;图25是图23所示调节轮的放大截面图,如从图24的虚线矩形“E”中可看到的;图26是优选基线的横截面图,示出了在粘合过程中提高流动区的控制的中点突出部分或肋条;图27是表示两个部件的端视图,其中两个部件经受能够使它们并置的作用力;
图28是表示图27所示两个部件处于并置位置并且接着施加超声波能量、其他热源的端视图;图29是用于形成其中原始材料是两个部件的改性(或改变)的部件的设备的透视图,每一改性的部件都包括一个基线和一排细长元件;图30是表示设置在图29所示设备的第一和第二引导件中的引导沟槽的局部放大端视图;图31是表示用于将第一部件与附加卷圈结合的心轴的局部横截面图,并且示出了按照本发明的刀台的另一实施例;图32是与图31类似的视图,其中示出了用于制造部件的工位上所用的图31所示的刀台;图33是按照本发明的刷子的侧视图,其中头部分设有由本发明的改性的部件段形成的硬毛阵列;以及图34是图33所示刷子的主视图。
优选实施例的详细描述参见图2,用于形成硬毛部件的多次通过设备20包括两个串联操作的硬毛部件工位22和24。在第一硬毛部件工位22中,卷绕机构(未示出)将单丝绕心轴26卷绕以形成多个卷圈28。心轴设有参照图1所描述的类型的输送缆线(未示出),其中通过缆线的转动使得卷圈被向上输送(从图2的视图看,因为卷绕机构位于心轴的下端)。
在图2的实施例中,八个基线被供给到卷圈上,四个在心轴的各个角部,且四个在角部之间的中点附近。最好,所有的角部基线都沿着心轴在大约相同的竖直位置处被供给到心轴26。图2中仅示出了四个角部基线中的两个29和30。角部基线29和30的每一个由相应的线轴32和34供给并且通过相应的引导件36和38。另外,从图2中的视图中可以看到四个引导件中的两个以及四个基线和线轴中的两个。
当基线在使基线与卷圈28粘合从而与该卷圈相连接的粘合装置40和42下方通过时,引导件使基线定位和固定。每一个引导件具有相应的粘合装置40和42,每一个粘合装置最好是超声波组件。每一个超声波组件包括用于将超声波能量输送到在其一侧的邻接的卷圈和基线上的喇叭。在相对的一侧,心轴提供砧座以使卷圈接触基线的点处于砧座和喇叭之间。当供给能量时,该喇叭输送足以使基线和邻接的卷圈发生振动的超声波能量,从而在基线和卷圈的一个或者两个的界面处产生热量。当粘合的卷圈和基线被输送离开超声波组件时,进行室温冷却并且完成粘合。
在与角部基线的进入点向上间隔开的一个垂直位置处,中点基线44和46从相应的线轴48和50被供给到心轴上的卷圈上。其他两个中点基线和线轴从图2的视图中看不到。基线44和46分别通过引导件52、54被供给到心轴的卷圈,引导件52、54与相应的粘合装置或者超声波组件56和58是并置的。这些部件的功能与其他的超声波组件40和42是相同的,当被操作时,它们使得卷圈28的邻接表面与基线44和46粘合。
在超声波组件56和58的下游,心轴的每一个面设有一对转动切割刀片或者剪切器60和62,总共构成八个剪切器,剪切器的位置是这样设置的,即能够在基线和卷圈之间的粘合点附近切割卷圈28。因此,形成八个硬毛部件64、66、68、70、72、74、76和80。参见硬毛部件76的放大部分,每一个硬毛部件包括一个基线82和多个在其近端与基线相连接的硬毛84。硬毛的远端基本上终止于一个共同的平面内。在近端和远端处切割单丝卷圈28后形成硬毛本身。
一对驱动辊86和88拾取硬毛部件并且将它们供给到每一个硬毛部件工位24。尽管图2仅示出了两对驱动辊,但是也可使用附加的驱动辊对以将硬毛部件输送到一个处理工位,或者输送到一个拾取线轴。另外,为了清楚起见,未示出驱动马达和控制机构,但是可以使用任何常规的驱动装置和控制装置。
硬毛部件工位24包括与第一工位22非常类似的结构,诸如心轴90,通过卷绕机构(未示出)将形成多个卷圈92的单丝绕心轴90卷绕。如在第一工位一样,第二工位24包括角部引导件94(仅示出其中一个)和对应的超声波组件96,以及中点引导件98(仅示出其中一个)和对应的超声波组件100。从引导件94的细节中可以看出,引导件包括上部102和下部104,上部102和下部104共同限定一个狭槽,该狭槽引导硬毛部件72的基线30,而硬毛31径向向外延伸。以一种类似的方式,将其他硬毛部件引导到以与卷圈92并置位置,从而使得基线29、30、44、46和82(以及图2中未特别示出的其他三个基线)和附接的硬毛被供给到第二工位24。
在第二工位24将卷圈92超声粘合到相应的基线上后,缆线(图2中未示出)将粘合的部件输送到成对的转动切割刀片或者剪切器,其包括剪切器对106和108。该切割器执行与在第一工位22中的切割器相同的功能。特别是,切割器被分为四对,在心轴的每一个面上有两个,以切割紧邻相应的基线的卷圈92。当卷圈被剪切器输送时,剪切器切割卷圈以形成改性(或改变)的硬毛部件,其中第二排硬毛110目前存在于基线的与第一排硬毛84相对的一侧上。
使用一对驱动辊112和114,以及如果需要的话还有其他驱动辊,以移动改性的硬毛部件并且将它们输送到拾取线轴或者后续的工位,其中附加的硬毛排可被添加到现有的硬毛排上。驱动辊在每一个处理工位的速度可被改变和控制以确保硬毛部件以在没有过度滞后或者张紧的情况下可进行进一步处理的速度被供给到下一个工位。
图3是表示心轴26的所有四个角部超声波组件40、42、43和45和对应的可拆卸的插件116、118、120和122。每一个插件包括与单丝的卷圈28接触的砧座。砧座和每一个超声波组件的超声波喇叭的对应的远端与基线和卷圈接合,从而输送足以对基线和/或卷圈局部感应加热有效的超声波能量。图4中示出了两个角部和相关结构的详细视图。
从图4中可以看出,插件被安装在心轴26的切掉区域内,并且利用任何适合的装置使插件保持定位,包括带有螺纹的紧固件、快速连接器、干涉配合等。这样,插件116、118、120和122以可拆卸的方式联接以便于更换。每一个插件载装一个角部砧座,该角部砧座最适于制造基线和/或卷圈的特定材料。这样,根据基线和卷圈的结合,砧座可采用各种形状和尺寸以适合特定的基线。在所示的实施例中,基线,诸如基线29、30的截面是方形的并且由聚合物单丝材料制成,诸如NYLON,或者其他任何在上述相关的和/或未审定的申请中所述的各种材料。
为了对超声波能量提供适合的引导和输送,超声波组件40和42的喇叭40a和42a以及其他超声波组件的喇叭具有用于接纳对应的基线的带沟槽的端部。对于方形截面的基线,沟槽的形状最好是矩形的,而对于圆形截面的基线,沟槽具有互补半径的曲线形状。不同横截面形状的基线最好要求在超声波喇叭中具有成形类似形状的沟槽。沟槽的深度通常不大于基线厚度的70%,且最好小于30%。
砧座116a具有使卷圈28在其上滑动的上表面。另外,该上表面提供冲击在卷圈28上的砧座表面,卷圈28紧靠砧座的上表面和在喇叭40a的带有沟槽的端部内的基线29。砧座116a还包括在侧面上的沟槽,以接纳输送缆线124,输送缆线124沿着心轴向上输送卷圈28。
类似地,砧座122a具有使卷圈28在其上滑动的上表面。另外,该上表面提供冲击在卷圈28上的砧座表面,卷圈28紧靠砧座的上表面和在喇叭42a的带有沟槽的端部内的基线30。砧座122a还包括在侧面上的沟槽,以接纳输送缆线126,该输送缆线126与输送缆线124和在其他两个角部处的类似的输送缆线一起沿着心轴26向上输送卷圈28。由于每一个输送缆线表现为连续的环路,因此每一个缆线的返回路径被容纳在对应的沟槽128和130中。
如图4中看到的,中点基线44、46和132具有可被安装在中点砧座和角部砧座共用的插件上或者独立的插件上的对应的砧座134、136和138。在所示实施例中,角部砧座和中点砧座被安装在共用插件上,一个插件上安装两个。在任何一种情况下,砧座最好是可拆卸的,这是由于对于不同尺寸、类型和用途的基线和/或卷圈可能需要不同的砧座。另外,砧座对于卷圈和输送缆线是一个磨损表面,且因此可拆卸性是重要的以便于更换磨损的砧座。
如在图5的另一个放大的视图中可以看到的,砧座116a从角部朝向对应的心轴表面的中点向下渐缩。最好,锥角大约为0至5度。该角度可被看作在卷圈28的内表面和砧座116a的上表面之间的发散间隙。在任何情况下,包括上表面的引导部分的斜度的表面特征可根据生产速度和用于基线和/或卷圈的材料类型进行改变。另外,超声波组件的位置不一定是所示的,其中角部部件处于一个位置,而中点部件处于另一个位置。
图6是与图3类似的横截面图,其中示出用于中点基线的超声波组件56、58、140和142。特别是,该超声波组件定位于砧座134、136、138和144附近。砧座以可拆卸的方式安装在插件116、118、120和122上。或者,砧座可被安装在独立的插件上;作为另一种可选择的方案,所有砧座能够以可拆卸的方式被安装在形成在心轴上的对应的凹槽中。最终,砧座可被整体地和永久地形成在心轴上。但是,由于根据被粘合的基线和/或卷圈的类型和尺寸可能需要不同的砧座的几何结构,因此砧座可拆卸是一个优点。另外,砧座是磨损表面并且当它们磨损时可被更换。
图7是图6的放大图,示出了分别在超声波组件56、142和58的带沟槽的端部以及砧座134、136和138之间的接合卷圈28的基线44、46和132。可以看出,砧座使得卷圈28大约在心轴的角部之间的中点处略微纽结,纽结的角度对应于砧座的锥角。如上所述,锥角最好在0至5度之间。
图8中详细地示出了每一个砧座相对于基线44的锥角。基线是方形截面的聚合物单丝。从图8的视图中,基线44的左下角接触单丝卷圈28并且单丝的右手下角略微与卷圈28间隔开。因此,通过施加超声波能量进行的熔化在左下角处开始并且横过基线的表面前进。没有初始接触并且在基线的右下角和卷圈的上表面之间的间隔事实上取决于砧座中的锥度。可基于通过基线和卷圈的材料、形状、尺寸等组合达到最佳工作状态的并列情况分析选择理想的锥度。
参见图9,其中示出了第二硬毛部件工位24在角部超声波组件接合第一部件工位22的基线的位置处的横截面。特别是,角部超声波组件96、146、148和150在心轴90的角部处并置。心轴90包括可以拆卸的方式安装在心轴90上的四个插件152、154、156和158。每一个插件载有以可拆卸的方式联接的砧座160、162、164和166,这些砧座的形状和尺寸与前面的工位22的砧座类似。卷绕机构(未示出)以与形成第一工位22的卷圈28的卷绕相类似的方式将单丝绕心轴90卷绕以形成多个卷圈92。
在第一工位22,基线通过引导件被供给到超声波组件。在第二工位24中,部件64、66、68、70、72、74、76和80被供给到第二工位并且这些部件的基线成为了第二工位的基线。换言之,卷圈92与部件64、66、68、70、72、74、76和80的基线粘合。图10中示出了更详细的视图。
如图10中所示,卷圈92完全围绕心轴90延伸并且接合角部砧座160和162。砧座的上表面无需如同第一工位22的砧座那样形成锥度或者角度。另外,如在第一工位22的情况下,砧座160和162分别以可拆卸的方式安装在插件152和154上。不是通过引导件供给基线以在超声波组件处与卷圈接合,而是工位24将硬毛部件供给到卷圈。
通过引导件94(图2)供给的具有基线30和硬毛31的硬毛部件72以使硬毛部件72的基线30与卷圈92接合的方式使卷圈92与基本平行于卷圈92的硬毛31接合。当向超声波组件96供给能量时,随着基线30被保持在卷圈92和硬毛31之间,硬毛31本身被保持在组件96的超声波喇叭的端部和基线之间,产生热量使卷圈92与基线30粘合。在硬毛31和基线30之间可进行附加的加热和粘合,这趋于对先前已经在它们之间形成的粘合进行强化。
该工艺在每一个角部处进行。在图10中所示的另一个角部处,硬毛部件76被供给到心轴以接合卷圈92。硬毛部件包括基线82和硬毛84。通过引导件供给的具有基线82和硬毛84的硬毛部件76以使硬毛部件76的基线82与卷圈92接合的方式使卷圈92与基本平行于卷圈92的硬毛84接合。当向超声波组件150供给能量时,随着基线82被保持在卷圈92和硬毛84之间,硬毛84本身被保持在组件150的超声波喇叭的端部和基线82之间,产生热量使卷圈92与基线82粘合。在硬毛84和基线82之间可进行附加的加热和粘合,这趋于对先前已经在它们之间形成的粘合进行强化。
如图10中所示,输送缆线168和170使粘合的卷圈沿着心轴90朝向中点粘合工位向上逐渐移动,在中点粘合工位处卷圈被粘合在沿着心轴90供给到中点的硬毛部件上。在图11的视图中,基线30与第一粘合工艺略微形成一定角度,基线30的右下角将先于左下角接合卷圈92。这样,粘合将在右下角开始并且沿着卷圈和基线30的下表面之间的界面前进。为了实现这样的情况,砧座的下表面最好是平的,超声波组件的超声波喇叭的下表面也是平的。
图12示出了中点超声波组件100、172、174和176如何在工位24的中点处粘合硬毛部件。如在此描述的,来自于先前工位22的硬毛部件在角部之间的中点处被供给到第二工位,以在超声波组件100、172、174和176的端部和砧座178、180、182和184的上表面之间接合卷圈92。当超声波能量被供给到硬毛部件和卷圈92上时,在硬毛部件的卷圈和基线之间形成粘合。
参见图13,超声波组件100的喇叭具有与硬毛部件68的硬毛186接合的平的下表面。卷圈92接合中点砧座的上表面,包括砧座178、180、182和184,使得中点硬毛部件的基线可与卷圈92粘合。由于该粘合工艺,使得卷圈92被粘合到基线的与粘合在另一侧面上的硬毛相对的表面上。例如,硬毛部件68的基线44在一端处具有粘合于其上的硬毛186,接着通过由超声波组件100提供的能量使卷圈92粘合在相对的一侧上。粘合的卷圈92基本上平行于硬毛。例如,硬毛部件68的硬毛和硬毛部件72的硬毛31基本上平行于卷圈92。
如图4中所示,在中点处被粘合到卷圈92上的每一个基线,诸如基线44相对于卷圈92略微形成一定的角度。诸如超声波组件100的超声波组件的喇叭的下端是平的,诸如砧座178的砧座的上表面也是如此。这样,当进将超声波能量提供给卷圈92、基线44和硬毛186时,因此而产生的摩擦热使得基线44的右下角首先开始熔化,接着熔化沿着基线的下表面和卷圈92的上表面进行直至达到基线44的右下角。对于所有中点基线的结果是,卷圈92将与中点基线相连,卷圈基本上平行于硬毛,诸如硬毛31和186。
图15中更详细地示出了剪切器对,其中示出了第一工位22的剪切器对。从本说明书和附图中可以明显地看出,工位22和工位24的剪切器对基本上以相同的方式操作。为了在第一工位形成硬毛部件,卷圈必须以一种有效和精确的方式被切割。尽管可使用多种装置中的任何一种,但是优选实施例是使用成对地安装在心轴26周围的转动剪切器。第一对剪切器60和62最好是安装在共用轴188的远端部分上的转动盘或者切割刀片。利用驱动马达(未示出)使轴188转动,驱动马达可是由任何常规控制装置(未示出)控制的任何常规类型的电动马达。控制装置最好至少控制转速和电源开/关。
涂覆装置190和192分别在转动切割刀片60和62上施加润滑剂或者冷却剂,以防止卷圈和刀片之间的摩擦使卷圈产生不希望的加热和变形。一种流体可提供冷却和润滑功能。一种特别优选的流体是水,并且一种特定类型的涂覆装置是滴注涂覆装置。可使用其他流体和其他冷却/润滑装置。涂覆装置的使用是优选的,但不是必需的,尽管当卷绕材料使用聚合物单丝时,刀片的冷却是希望的。
第二对剪切器设置在心轴26的下一个相邻表面处,如图15中所示。特别是,剪切器194和196被安装在轴198上,控制轴198由驱动马达(未示出)来转动并且由控制装置(未示出)来控制。涂覆装置200和202施加一种冷却剂/润滑剂,该冷却剂/润滑剂有助于在切割过程中防止卷圈的变形。
第三对剪切器设置在心轴26的下一个相邻表面处。特别是,剪切器204和206被安装在轴208上,轴208由驱动马达(未示出)来转动并且由控制装置(未示出)来控制。涂覆装置210和212施加一种冷却剂/润滑剂,该冷却剂/润滑剂有助于在切割过程中防止卷圈的变形。
第四对剪切器设置在心轴26的下一个相邻表面处。特别是,剪切器214和216被安装在轴218上,轴218由驱动马达(未示出)来转动并且由控制装置(未示出)来控制。涂覆装置220和222施加一种冷却剂/润滑剂,该冷却剂/润滑剂有助于在切割过程中防止卷圈的变形。
对于每一对剪切器,一个刀片并置设置在心轴26的其中一个角部以切割在基线的外侧上的卷圈。另一个刀片并置设置在心轴26的面(或者侧面)的中点,以切割在中点基线的与同一剪切器对的对应的角部基线的相同一侧上的卷圈。在每一个中点处,切割器台224、226、228和230设置在形成于心轴26中的对应的沟槽中。每一个台包括能够使对应的中点剪切器在其中通过的沟槽。图16中示出了配装在其对应的台224中的刀片60的详细视图。卷圈28被刀片60压在台224的上表面上,在卷圈228中产生略微的弯曲。
角部剪切器还与定位于每一个对应的角部附近并因此最好安装在插件上或者插件附近的切割器台合作,其中缆线沟槽形成在切割器台附近。从图17a中可以看出这样一种布置,其中角部剪切器刀片108配装在切割器台或者其他与心轴的角部相关联的相互配合的构造中。刀片仅在一侧形成斜面并且定位成使该斜面朝向基线。该斜面用作推开基线的犁,从而防止基线被不合要求地切割。
图15中的制图比例被略微放大以更好地示出切割器刀片和它们对应的驱动轴。另外,所述的每一个驱动轴都具有驱动马达和控制装置。一个可选择的实施例是,使所有的驱动轴联接在一起并且利用共用的驱动马达和共用的控制装置来驱动。刀片可为任何常规类型的刀片并且可根据被切割的材料类型来选择。可使用其他的切割装置,诸如往复式刀片、剪刀式刀片、激光器等。
在第二工位24的心轴90处,提供类似的关于剪切器或者切割刀片的布置。图17示出了在卷圈已经与基线粘合后其中一个剪切器106如何切割卷圈92的细节。特别是,转动切割刀片延伸到设置在台232中的沟槽中,以便于在角部之间的中点处切割卷圈92。在利用与工位24相关联的八个剪切器同时切割卷圈92后,总共八个硬毛部件都形成有以平行的两排的形式附接在基线的两侧的硬毛。
在硬毛部件被切开并因此形成有两排硬毛后,可采用一个附加的处理步骤以强化硬毛与基线的连接,并且强化硬毛部件的外观和手感。参见图18,具有两排硬毛的硬毛部件76被供给到用于调节硬毛的粘合端的设备234。该设备包括用于将硬毛部件引导到一个端部调节装置的装置。
特别是,引导装置包括用于接纳在图18中从左向右移动的硬毛部件的第一导辊236、相对于第一导辊236切向设置的线性导辊238以及用于使被调节的硬毛部件76在图18中从右向左移动的第二导辊240。驱动辊、拾取线轴和其他用于将硬毛部件输送到设备234的装置未被示出,但可以任何常规的形式设置。
设置在两个导辊236和240之间的调节轮242具有用于接纳硬毛部件76的硬毛并且使基线暴露在加热空气源244下的周向沟槽。源244例如可是热空气吹送装置。或者,可使用其他任何类型的加热装置,诸如加热线圈。装有诸如水的冷却流体的冷却箱246与调节轮242流体连通。这确保了轮不会被加热到硬毛的熔点,否则会使其变形。实际上,来自于源244的热量集中在硬毛的其接附于基线的切割端上。
图19示出硬毛84和110的接附于硬毛部件的基线82的切割端。从该图中可以明显地看出,切割端稍微交错,并且硬毛材料和基线材料之间的主界面是沿着基线的一个侧表面。在调节后,如图20中所示,界面沿着两个相邻的表面、原始侧表面形成,接着一部分沿着顶表面形成,从而强化了基线和硬毛之间的互连。另外,先前交错的端部现在是光滑的以使硬毛对于诸如牙刷的应用具有较好的手感。
如图21和图22中所示,可围绕轴线“a-a”转动的调节轮242具有周向沟槽248,周向沟槽248接纳硬毛部件,基线位于沟槽的第一台阶的下表面上。硬毛延伸到沟槽的一个较窄和较深的部分中,从而使得硬毛保持在平行并置的位置。另外,加热源朝向沟槽的第一台阶,并且冷却箱246确保了轮不会被热空气源或者其他加热装置加热到使硬毛变形的熔点。
也可采用其他用于将硬毛引导到调节轮的布置形式。例如,参见图23,调节轮250接纳硬毛部件252,利用导辊254将硬毛部件252供给到调节轮250。在调节轮的顶部的箭头表示如在前面实施例中所述的冲击硬毛部件252的基线区域的热空气源。
如图24和图25中所示,导辊254包括被毂部260分离的两个侧板256和258。一对导套262和264与相应的侧板256和258的内表面相连。导套限定出用于将硬毛引导到调节轮250的周向沟槽266中的会聚通道。导套的外端部延伸到沟槽266中以确保硬毛268和270配装在沟槽266内。
在本发明的保护范围内,也可使用其他的备选方案。例如,导套不必与侧板相连,而是被独立地支撑在调节轮和导辊之间。一般地,能够确保将硬毛导入调节轮的周向沟槽中的任何装置可被使用。另外,可根据硬毛的刚度和其他特征,完全取消引导装置,或者引导装置可被设置为在调节轮中的较宽的锥形,或者利用在调节轮本身中的其他构造形式。
基线可是单丝或者复丝。三种特别适于形成单丝的聚合物材料是尼龙、聚酯和缩醛树脂。尼龙单丝已经被用于多种产品,包括刷毛、鱼线和网球拍弦线。一种特别适于制造单丝的尼龙材料是由E.I.DuPont de Nemours and Company of Wilmington,Delaware USA制造的以TYNEX为商标销售的尼龙丝。一种特别适用的TYNEX产品是由聚亚己基十二烷酰氨(polyhexamethylene dodecanamide)制成的6、12尼龙丝。它具有在208和215℃之间的熔点并且比重为1.05-1.07,并且可市场上购得的具有许多横截面形状和直径。其他适合的材料包括HYTREL,一种聚酯,以及DELRIN,一种缩醛树脂。HYTREL和DELRIN都是由E.I.DuPont de Nemours and Company ofWilmington,Delaware USA制造和市场上销售的。在化学性质方面,缩醛树脂是一种在乙醇和乙醛之间的两步反应的产物。1960年已经市售的缩醛树脂共聚物是通过对无水甲醛聚合以形成甲醛基的链而制成。由Hoechst Technical Polymers(HTP)提供的Celcon缩醛树脂均聚物在1961年被提出,并且通过三氧杂环己烷与环醚共聚形成多个包括甲醛基和含氧乙烯基的化学性质稳定的链而制备。该共聚物也由其他制造商提供。
所示的实施例包括大致方形截面的基线,但是实际上,也可使用其他任何横截面形状的基线,包括椭圆形、圆形、矩形和不规则形状。对于硬毛和单丝也是如此,尽管示出的为圆形横截面。其他可使用的形状包括方形、矩形、椭圆形、中部带有凸棱的方形以及不规则形状。另外,材料可混合,例如具有由单丝材料制成的基线和由单丝材料或者复丝材料制成的硬毛。复丝材料与适用于制造刷毛和其他要求刚性的产品的单丝不同,例如可适用于制造地毯簇线。但是,根据本发明,通过将硬毛部件供给到卷绕工位,在卷绕工位将纱线卷圈提供给粘合工位,可使硬毛线与簇线结合。
尽管利用所公开的设备和方法能够制造各种产品,但是制造的主要产品是硬毛部件,其中硬毛部件可被切割成段并且用于各种毛刷应用。毛刷应用特别适于与单丝卷圈和单丝基线结合使用,单丝卷圈和单丝基线都是热塑性的,这意味着,当它们在超声波能量的影响下振动时,热量使得表面熔化。当能量消除时,摩擦热立刻快速散失到相邻的子表面下的物质,使由基线或者卷圈或者基线和卷圈形成的熔化材料将基线和卷圈机械地锁定在一起。
类似地,用作基线或者卷圈或者基线和卷圈的聚合物材料可用于制造地毯簇线,其中卷绕材料是通常用于地毯制造中的那种类型的复丝材料。可通过对所公开的机器的实施例进行较微小的变型来制造这样的制品。
在此描述的描述硬毛部件工位的实施例对用于沿着心轴输送卷圈的缆线进行了描述。在图4中可以看到一个示例,其中缆线124和126沿连续环路移动,以使环路的第一运行在设置于对应砧座中的引导件中沿着一个方向移动,而环路的第二运行在形成于心轴中的沟槽中沿着相反的方向移动(在图4中用附图标记128和130表示)。在由Mark S.Edwards于2000年10月4日提交的、标题为“Braided CordSplice”、申请号为09/679,235的美国专利申请中描述了一种特别优选的缆线,该文献在这里合并参考。该申请描述了一种通过使绳或者编织的各股线接合制成一种连续的环的环圈或者带(或者缆线),其中接合方法包括将需要接合的每一端部的各股线解开,留下绳的编织主体,将每一端部的对应的股线定位和连接在一起,以及回拉连接的股线使之通过绳的编织主体,并且使每一个被拉过的连接的股线与端部保持不同距离直至被接合的绳的编织主体靠近并且多余的连接的股线从绳突出。最后,从绳上去除多余的连接的股线。结果是获得光滑的捻接绳,在捻接绳的整个长度上在绳的横截面中没有不规则的地方。该绳最好是利用高性能材料制成的,诸如帕拉-芳族聚酰胺、偏芳族聚酰胺、高分子重量的线性聚烯烃、聚对苯二甲酸乙二醇酯、尼龙和类似的材料。
尽管上述实施例包括方形基线,但是特别优选的实施例包括具有表面突起的基线,该表面突起有助于在基线和卷圈之间形成接触点以在超声波加热中达到更高的效率。参见图26,以横截面图的形式示出了基线300,其横截面基本上为方形,但在两个相邻角部之间的中点附近形成有凸棱302、304、306和308。最好利用挤制工艺或者以一种节省成本的适合的方式使得凸棱与基线300的主体整体形成。对于这样的工艺,适用于形成该基线的优选材料是这里关于不带有凸棱的基线在此描述的聚合物单丝材料。
凸棱提供的附加的优点是,在基线和单丝卷圈之间存在接触点,从而使超声波能量集中并且使具有类似横截面的两个目标体,卷圈和凸棱302开始熔化。当然,凸棱或者类似凸棱的结构可形成在其他形状诸如圆形、矩形或者基本上不规则的形状的基线上。在基线的任何形状中,凸棱用作“能量引导装置”以便有效地产生粘合所需的热量。
另外,在此描述的实施例说明,每一个硬毛部件的硬毛从基线沿着基本垂直的方向向外延伸。但是,可使用其他角度以使硬毛以大于或者小于90度的角度延伸;可根据依照本发明制造的制品所预想的用途来选择角度。例如,如果需要利用在此描述的部件制造毛刷,可能是刷毛的细长元件能以倾角或者90度角(如这里所示的)被粘合到基线上。
与第二或者任何连续工位的卷圈相比,改变第一工位的卷圈之间的性能,以使一个硬毛部件可包含具有不同性能的硬毛,也在本发明的保护范围内。特别是,(第一工位的)第一卷圈至少在一个性能方面与(第二工位的)第二卷圈不同,诸如尺寸、形状、组分、物理性能和颜色。
在此描述的与调节轮结合使用的冷却源,当使用一种冷却流体时,可积累应该被除了环境温度以外的装置带走的热量。尽管实际上可使用任何热交换装置,但是一种简单的装置是使用“一次通过”流体,这指的是,来自于冷却源的冷却流体流过箱并且不断补充冷却流体源,诸如水。或者,冷却线圈可被放置在箱中以冷却流体。但是,实际上可使用任何散热装置。另外,如果箱足够大并且环境温度足够冷,也可在不另外流过或者没有散热结构的情况下在足够的水平下进行散热。
在上述实施例中,硬毛部件在一个卷绕工位与单丝结合以生产包括一个基线和两排细长元件的改性的部件。在一些用途中,细长元件是用于组装毛刷的硬毛。在本发明的另一个变型中,两个未改性的部件可被结合以形成一种包含两排细长元件和两个基线的改性的部件。
参见图27和图28,第一硬毛部件320和第二硬毛部件322利用由方向箭头所示的动力会聚在一起。与部件320相关的箭头例如可是砧座(未示出)的反作用力,而与部件322相关的箭头例如可是超声波喇叭(未示出)的反作用力。每一个部件具有与一排细长元件相连的基线,并且根据在此描述的方法制造。部件320具有基线324和一排细长元件326。基线和细长元件可由聚合物单丝材料制成。类似地,部件322包括基线328和一排细长元件330。
如图28中所示,当部件320和322会聚在一起时,砧座、基线324、细长元件排326和330、基线328和超声波喇叭基本上是抵靠的。通过为超声波喇叭提供能量使超声波供给能量,从而在足以在排326和330之间形成粘合区的一定水平和一段时间内将超声波能量输送到各排326和330之间的界面。粘合区域表示在界面处的细长元件的表面熔化,当熔化的表面被冷却时,粘合区域使两排机械地连接在一起,从而使两个部件机械地连接在一起。
这样形成的改性的部件具有两个基线,两排细长元件被夹在两个基线之间。该结构导致更好地俘获硬毛,它们与它们相应的基线分离会变得更困难,从而使包含改性的部件的组件不可能释放细长元件。另外,在一些应用中,在相对的侧面处连接的基线形成可用于将改性的部件引导到具有沟槽或者其他结构的组件中的轨道状的结构。另外,在一些其中的部件被现场模制的组件中,诸如毛刷头,对于模腔的密封能力,基线为对应的基底结构和表面提供增强的机械连接。
如在其他实施例中,基线和细长元件可由上述材料制成。在一个用于刷毛的特别优选的实施例中,细长元件是由单丝NYLON材料制成的,并且基线是由类似的材料制成的。
制造图28中所示的改性的硬毛部件的结构331如图29和图30中所示。第一引导件332和第二引导件334通过安装在任何适合的结构,诸如基板336上保持间隔关系。任何一个引导件或者两个引导件可设有用于调节它们之间间隔的装置。在所示的实施例中,引导件334设有细长狭槽和对应的调节螺钉338和340,调节螺钉338和340允许进行如双头方向箭头所示的左右调节。这种调节例如还能够将部件320和322初始供给到例如结构331中。
在细长元件326和330被供给到引导件332和334之间后,细长元件326和330以及基线324和328接触以接受超声波能量。如上所述,第二引导件334用作砧座并与超声波喇叭342合作将超声波能量输送到抵靠的细长元件之间的界面。超声波喇叭可与任何适合的超声波能量源相连,并且在一定时间内被提供能量,并且处于足以使细长元件表面熔化的能量水平。
尽管所示的实施例显示,以基本垂直于基线的方式设置细长元件,但是在某些应用中,希望具有以小的角度或者人字形设置的细长元件。可通过相对于缆线输送卷圈的速度来改变基线的相对供给速度形成这些的结构。如果需要使其移动得较快,可使细长元件向前或者向后倾斜。细长元件的前后组合可设置在同一基线上以产生交叉的图案。在任何的情况下,倾斜度实际上可是任何角度,但最好是“略微地”,即在向前或者向后的方向上在0-10度之间的范围内。
尽管上述实施例描述了带有对应的基本上与心轴的外表面共面的刀台以及接纳转动刀片的沟槽的切割器刀片,但图31和图32中示出了刀台的另一个可选择的实施例。在图31中,刀台344从心轴的表面向上突出。向上突出的程度足以使包围心轴的卷圈形成从角部到角部的微小弓形。刀台344的外表面设有在切割点处接合卷圈的肩部346。对应的刀348具有在肩部346附近延伸的其切割刃,从而有助于切割操作。如在上述实施例中,切割操作(可能沿着心轴的长度的不同位置处进行以包括所有中点和角部基线)产生多个改性的部件。类似地,如图32中所示,刀台344和对应的刀348可用于第一工位以形成初始部件,该初始部件接着被供给到后续工位以制造改性的部件。
在此描述的各种实施例可被用于形成多种产品,诸如其中的硬毛由被切割形成多排细长元件的单丝段制成的毛刷。例如,图33和图34示出了按照本发明的毛刷350。毛刷350包括具有手柄部分和头部的主体352。主体可由一种可注射模制的聚合物材料制成。利用任何适合的装置使硬毛阵列354在头部与主体352相连。硬毛阵列354包括多段在此描述的部件或者改性的部件。
如图34中所述,硬毛阵列354包括以平行的五排的方式设置的段356、358、360、362和364。每一段包括一段包括夹在两个基线之间的两排硬毛的改性的部件。但是,也可使用包括用于一个基线的两排硬毛的改性的部件。在所示的实施例中,例如,通过将段放置在凹腔中并且利用热塑性材料充填凹腔使基线被埋置在主体的头部中。实际上,可使用其他任何的方式使断附着在主体上或者使它们与主体相连。
上述实施例描述了这样的部件,其中第一排细长元件附接在基线的一侧,并且第二排附接在相对的一侧。在一个可选择的实施例中,两排细长元件可附接在基线的同一侧,从而能够在同一排中使具有不同物理特征,诸如尺寸、刚度、颜色、材料等的细长元件混合。可利用上述设备仅加工第一部件来形成这种部件,但第一排细长元件与第二工位的卷圈接触。
尽管前面已经参照特定实施例对本发明进行了描述,但是本领域技术人员应该理解的是,在附属的权利要求所限定的保护范围内,本发明可具有多种可选择的实施例。

Claims (78)

1.一种制品,它包括:基线;第一排基本平行的细长元件,第一排中的每一个细长元件具有与基线的一侧相连的近端;以及第二排基本平行的细长元件,第二排中的每一个细长元件具有与基线的另一侧相连的近端。
2.如权利要求1所述的制品,其特征在于,第一排和第二排基本平行的细长元件以一个角度从基线向外延伸。
3.如权利要求2所述的制品,其特征在于,所述角度基本上为90度。
4.如权利要求1所述的制品,其特征在于,基线和两排细长元件是由聚合物材料制成的。
5.如权利要求4所述的制品,其特征在于,所述聚合物材料是从包括尼龙树脂、缩醛树脂和聚脂树脂的组中选择的。
6.如权利要求1所述的制品,其特征在于,所述基线具有从包括卵形、圆形、椭圆形、方形、中部带有凸棱的方形以及矩形的组中选择的横截面形状。
7.如权利要求1所述的制品,其特征在于,所述基线是由第一材料制成的,而两排细长元件是由不同的第二材料制成的。
8.如权利要求1所述的制品,其特征在于,所述细长元件是刷毛,所述刷毛是由从包括尼龙树脂、缩醛树脂和聚脂树脂的组中选择的聚合物单丝材料制成的。
9.如权利要求1所述的制品,其特征在于,所述细长元件是由聚合物复丝材料制成的地毯簇毛。
10.如权利要求1所述的制品,其特征在于,所述第一和第二排细长元件是由聚合物单丝材料制成的,且其中细长元件的外表面接触基线的外表面并且形成使细长元件与基线相连的流动区域。
11.一种用于制造细长制品的设备,它包括:第一工位,所述第一工位包括第一心轴、用于将第一细丝绕第一心轴卷绕以形成多个第一卷圈的第一卷绕机构、用于供给至少一个基线使之与第一卷圈接触的第一供给机构、用于在第一卷圈的与基线接触的点处将至少一个基线粘合到第一卷圈上的第一粘合机构以及第一切割机构,所述第一切割机构切割靠近至少一个基线的第一卷圈以形成具有基线和第一排细长元件的部件;第二工位,所述第二工位包括第二心轴、用于将第二细丝绕第二心轴卷绕以形成多个第二卷圈的第二卷绕机构、用于供给所述部件的基线使之与第二卷圈接触的第二供给机构、用于在第二卷圈的与基线接触的点处将部件的基线粘合到第二卷圈上的第二粘合机构以及第二切割机构,所述第二切割机构切割靠近部件的基线的第二卷圈以形成具有基线、由第一卷圈形成的第一排细长元件以及由第二卷圈形成的第二排细长元件的改性的部件。
12.如权利要求11所述的设备,其特征在于,所述第一和第二心轴包括具有用于沿着第一卷圈和第二卷圈的相应的长度输送第一卷圈和第二卷圈的装置的多面体形状的细长杆。
13.如权利要求11所述的设备,其特征在于,所述第一和第二心轴的每一个包括至少一个砧座以确保在粘合区域将超声波能量转变为第一和第二卷圈与相应的基线的摩擦热。
14.如权利要求13所述的设备,其特征在于,至少一个砧座的每一个以可拆卸的方式与由第一和第二心轴的每一个载运的插入件相连。
15.如权利要求14所述的设备,其特征在于,每一个所述插入件以可拆卸的方式与第一和第二心轴的每一个相连。
16.如权利要求13所述的设备,其特征在于,每一个所述砧座具有以0和5度之间的角度倾斜的卷圈接合表面。
17.如权利要求11所述的设备,其特征在于,所述第一和第二卷绕机构的每一个包括用于分别将第一和第二细丝绕第一和第二心轴卷绕的卷绕机。
18.如权利要求11所述的设备,其特征在于,所述第一粘合机构包括多个超声波粘合器,其位置和数量与被供给的接触第一卷圈的基线的数量和位置相对应。
19.如权利要求18所述的设备,其特征在于,每一个所述超声波粘合器包括与每一个基线接合的超声波喇叭。
20.如权利要求11所述的设备,其特征在于,所述第一供给机构包括用于将多个基线分别供给到所述第一心轴的每一个角部和供给到在所述第一心轴的两个相邻角部之间的预定点的装置。
21.如权利要求11所述的设备,其特征在于,所述第一切割机构包括用于切割在每一个基线附近的第一卷圈的装置。
22.如权利要求11所述的设备,其特征在于,所述第一供给机构包括用于将多个基线分别供给到所述第一心轴的每一个角部和供给到在所述第一心轴的每一个角部之间的中点的装置。
23.如权利要求21所述的设备,其特征在于,用于切割第一卷圈的所述装置包括用于每一相邻的成对的中点和角部基线的一对剪切器。
24.如权利要求11所述的设备,其特征在于,所述第二供给机构包括用于将多个部件分别供给到所述第二心轴的每一个角部和供给到在所述第二心轴的每一个角部之间的预定点的装置。
25.如权利要求11所述的设备,其特征在于,所述第二粘合机构包括多个超声波粘合器,其位置和数量与被供给的接触第二卷圈的部件的数量和位置相对应。
26.如权利要求11所述的设备,其特征在于,所述第二切割机构包括用于切割在每一个部件的每一个基线附近的第二卷圈的装置。
27.如权利要求11所述的设备,其特征在于,所述粘合区域被限定在第一和第二细长元件与基线粘合的位置处,并且所述设备还包括用于调节粘合区域的装置。
28.如权利要求27所述的设备,其特征在于,所述调节装置包括调节轮、用于将改性的部件引导到调节轮的装置以及用于对在调节轮上的改性的部件的基线周围的区域加热的装置。
29.如权利要求28所述的设备,其特征在于,其还包括用于在与加热装置保持一定间隔的点处对调节轮进行冷却的装置。
30.如权利要求28所述的设备,其特征在于,所述调节轮包括用于接纳改性的部件的细长元件和基线的周向沟槽。
31.如权利要求29所述的设备,其特征在于,所述加热装置包括设置在调节轮附近的热空气吹送器,且所述冷却装置包括冷却流体箱,调节轮可延伸到所述冷却流体箱中。
32.如权利要求28所述的设备,其特征在于,所述引导装置包括至少一个导辊。
33.如权利要求28所述的设备,其特征在于,所述引导装置包括导辊和引导沟槽,所述导辊具有用于接合改性的部件的基线的中心毂部,而所述引导沟槽在导辊和调节轮之间延伸。
34.如权利要求33所述的设备,其特征在于,所述调节轮包括周向沟槽,并且导套延伸到所述周向沟槽中。
35.一种制造制品的方法,它包括:提供基线;将第一排基本平行的细长元件附接在基线的一侧;以及将第二排基本平行的细长元件附接在基线的另一侧。
36.如权利要求35所述的方法,其特征在于,附接第一排包括附接第一排中的每一个细长元件以基本上垂直于基线延伸以及附接第二排中的每一个细长元件以基本上垂直于基线延伸。
37.如权利要求35所述的方法,其特征在于,附接第一排包括提供第一工位,所述第一工位包括第一心轴、将第一细丝绕第一心轴卷绕以形成多个第一卷圈、供给至少一个基线使之与第一卷圈接触、在第一卷圈的与基线接触的点处将至少一个基线粘合到第一卷圈上以及切割靠近至少一个基线的第一卷圈以形成具有基线和第一排细长元件的部件。
38.如权利要求35所述的方法,其特征在于,附接第二排包括提供第二工位,所述第二工位包括第二心轴、将第二细丝卷绕第二心轴卷绕以形成多个第二卷圈、供给所述部件的基线使之与第二卷圈接触、在第二卷圈的与基线接触的点处将部件的基线粘合到第二卷圈上以及切割靠近部件的基线的第二卷圈以形成具有基线、由第一卷圈形成的第一排细长元件以及由第二卷圈形成的第二排细长元件的改性的部件。
39.如权利要求35所述的方法,其特征在于,所述第一卷圈和第二卷圈在从包括尺寸、形状、组分、物理性能和颜色的组中选择的至少一个性能方面是不同的。
40.如权利要求35所述的方法,其特征在于,所述基线和细丝卷圈中的至少一个是由从包括尼龙、聚酯和缩醛的组中选择的一种聚合物材料制成的。
41.如权利要求35所述的方法,其特征在于,所述基线和细长元件中的至少一个是由聚合物单丝材料制成的。
42.如权利要求35所述的方法,其特征在于,所述基线和细长元件中的至少一个是由聚合物复丝材料制成的。
43.一种用于形成硬毛部件的方法,它包括:将第一细丝绕在第一心轴卷绕以形成多个第一卷圈;供给至少一个基线使之与多个第一卷圈接触;将至少一个基线粘合到多个第一卷圈上;切割多个第一卷圈以形成至少一个硬毛部件;将第二细丝绕第二心轴卷绕以形成多个第二卷圈;供给至少一个硬毛部件使之与多个第二卷圈接触,基线接触第二卷圈;将硬毛部件的基线粘合到多个第二卷圈上;以及切割多个第二卷圈以形成至少一个具有两排硬毛的改性的硬毛部件。
44.如权利要求43所述的方法,其特征在于,供给至少一个基线的步骤包括将多个基线供给到多个第一卷圈,所述多个基线包括用于第一心轴的每一个角部的基线和用于在每一个角部之间的预定点的基线,且粘合步骤包括将多个第一卷圈粘合到多个基线。
45.如权利要求43所述的方法,其特征在于,切割多个第一卷圈包括切割在多个基线的一侧的第一卷圈以形成多个具有一排硬毛的硬毛部件。
46.如权利要求43所述的方法,其特征在于,供给至少一个硬毛部件包括将多个硬毛部件供给到多个第二卷圈,而粘合多个第二卷圈包括将多个硬毛部件的基线粘合到多个第二卷圈上,且切割多个第二卷圈包括切割在多个硬毛部件的每一个的每一个基线的一侧的第二卷圈以形成多个改性的硬毛部件,每一个改性的硬毛部件具有两排硬毛。
47.如权利要求43所述的方法,其特征在于,切割包括利用从包括转动切割刀片、往复刀片和激光器的组中选择的装置进行切割。
48.如权利要求47所述的方法,其特征在于,其还包括向切割刀片提供冷却流体以改进刀片性能和延长使用寿命。
49.如权利要求43所述的方法,其特征在于,粘合包括向第一和第二卷圈提供能量,所述能量是从包括超声波能量、激光能量和热辐射能量的组中选择的。
50.一种利用如权利要求43所述的方法制造的产品。
51.一种用于调节具有一个基线和至少一排与基线相连的细长元件的部件的设备,它包括:调节轮,所述调节轮具有沿着调节轮的圆周表面向内形成的沟槽,所述调节轮用于接纳在沟槽的上部上的带有基线的部件以及延伸到沟槽的下部中的细长元件;设置在调节轮附近并与基线流体连通的加热源;以及以与调节轮流体连通的方式设置在与加热源保持一定间隔的点处的冷却源。
52.如权利要求51所述的设备,其特征在于,所述加热源是具有加热元件的吹风机。
53.如权利要求51所述的设备,其特征在于,所述冷却源是装有冷却流体的箱,调节轮至少部分地延伸到冷却箱中。
54.如权利要求53所述的设备,其特征在于,其还包括用于从冷却流体中带走热量的装置。
55.如权利要求51所述的设备,其特征在于,其还包括用于将细长元件引导到沟槽中的导套。
56.如权利要求55所述的设备,其特征在于,其还包括导辊,且其中导套在调节轮和导辊之间延伸。
57.一种设备,它包括:一个主体;以及与主体相连的至少一个部件,所述部件包括:基线;第一排基本平行的细长元件,第一排中的每一个细长元件具有与基线的一侧相连的近端;以及第二排基本平行的细长元件,第二排中的每一个细长元件具有与基线的另一侧相连的近端。
58.如权利要求57所述的设备,其特征在于,所述主体是毛刷并且第一和第二排细长元件是刷毛。
59.如权利要求57所述的设备,其特征在于,第一和第二排细长元件是由聚合物单丝材料制成的,并且基线是由聚合物单丝材料制成的。
60.如权利要求58所述的设备,其特征在于,所述聚合物单丝是NYLON(尼龙)。
61.一种制品,其包括:第一基线;第一排基本平行的细长元件,第一排中的每一个细长元件具有与第一基线的一侧相连的近端;第二基线;第二排基本平行的细长元件,第二排中的每一个细长元件具有与第二基线的另一侧相连的近端;以及第一排细长元件与第二排细长元件相连并且第一排细长元件被设置在第一基线和第二基线之间。
62.如权利要求61所述的制品,其特征在于,第一排和第二排基本平行的细长元件以一个角度从基线向外延伸。
63.如权利要求62所述的制品,其特征在于,所述角度基本上为90度。
64.如权利要求61所述的制品,其特征在于,所述第一和第二基线和两排细长元件是由聚合物材料制成的。
65.如权利要求64所述的制品,其特征在于,所述聚合物材料是从包括尼龙树脂、缩醛树脂和聚脂树脂的组中选择的。
66.如权利要求61所述的制品,其特征在于,所述第一和第二基线具有从包括卵形、圆形、椭圆形、方形、中部带有凸棱的方形以及矩形的组中选择的横截面形状。
67.如权利要求61所述的制品,其特征在于,所述第一和第二基线是由第一材料制成的,而两排细长元件是由不同的第二材料制成的。
68.如权利要求61所述的制品,其特征在于,所述细长元件是刷毛,所述刷毛是由从包括尼龙树脂、缩醛树脂和聚脂树脂的组中选择的聚合物单丝材料制成的。
69.如权利要求61所述的制品,其特征在于,所述第一和第二基线具有从包括卵形、圆形、椭圆形、方形、中部带有凸棱的方形以及矩形的组中选择的横截面形状。
70.如权利要求61所述的制品,其特征在于,所述第一排细长元件和第二排细长元件在从包括尺寸、形状、颜色和细丝结构的组中选择的一个性能方面是不同的。
71.如权利要求61所述的制品,其特征在于,所述细丝结构是从包括单丝和复丝的组中选择的。
72.如权利要求61所述的制品,其特征在于,所述细长元件是由聚合物复丝材料制成的地毯簇毛。
73.如权利要求61所述的制品,其特征在于,其还包括毛刷主体,所述毛刷主体具有手柄部分和头部,其中第一和第二基线与头部相连。
74.一种用于调节具有基线和与基线相连的至少一排细长元件的部件的方法,它包括:以与热源并置的方式将细长元件的近端定位;并且对细长元件的近端进行加热。
75.如权利要求74所述的方法,其特征在于,定位和加热包括:提供调节轮,所述调节轮具有沿着调节轮的圆周表面向内形成的沟槽,所述调节轮用于接纳在沟槽的上部上的带有基线的部件以及延伸到沟槽的下部中的细长元件;提供设置在调节轮附近并与基线流体连通的加热源;以及以与调节轮流体连通的方式在与加热源保持一定间隔的点处设置冷却源。
76.一种制品,它包括:基线;第一排基本平行的细长元件,第一排中的每一个细长元件具有与基线相连的近端;以及第二排基本平行的细长元件,第二排中的每一个细长元件具有与基线相连的近端,其中,第一排细长元件和第二排细长元件在从包括尺寸、形状、颜色、材料组分和细丝结构的组中选择的至少一个性能方面是不同的。
77.如权利要求76所述的制品,其特征在于,第一排细长元件与基线的一侧相连,而第二排细长元件与基线的另一侧相连。
78.如权利要求75所述的制品,其特征在于,第一排细长元件的细丝结构是单丝,而第二排细长元件的细丝结构是复丝。
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