專利名稱：用于在制造刷子時(shí)連接裝有刷毛的刷毛支架與蓋部件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及一種用于制造刷子的方法，特別是涉及一種在制造刷子、尤其是牙刷時(shí)連接裝有刷毛的刷毛支架與蓋部件的方法。
背景技術(shù)：
已知用于制造刷子的不同的方法。常規(guī)地，刷體設(shè)有孔的構(gòu)造(“孔樣式”)，所述孔相應(yīng)于刷毛的所希望的布置。那么，刷毛的束或簇被插入刷體的孔中，并且借助于壓入的小的金屬錨固件或借助于環(huán)圈錨固在所述孔中。在近年內(nèi)實(shí)施的并且稱為AFT方法(Anchor Free Tufting,無錨定裝刷毛)的用 于制造刷子的替選的方法中，刷毛簇在小的刷頂板上不使用環(huán)圈或錨固件固定，并且然后，將支承板插入刷體或手柄中或者固定在刷體或手柄上。在AFT方法的一個(gè)變型方案中，制造具有孔樣式的刷柄，所述孔樣式相應(yīng)于所希望的簇樣式。然后，將刷毛簇插入所述孔中，并且固定在所述孔處。緊接著，將簇的固定端用小的板覆蓋，所述板又固定在刷柄上。在AFT方法中，能夠?qū)⒚糠N類型和形式的刷元件固定到頂板的或刷體的孔中由熱塑性塑料制成的刷毛或刷毛束、由例如通過注塑模制的彈性材料制成的或也由天然纖維制成的清潔元件。能夠形成裝有刷毛的頂板的或刷體的刷元件輪廓，并且——在刷毛束的情況下——在自由端上已經(jīng)倒圓。但是，還可能的是，在接下來的加工步驟中形成可能的輪廓或倒圓。已知的是，為了將頂板固定在刷體上，將所述頂板插入手柄中的凹部中，并且借助于超聲波焊接所述兩個(gè)部件。這是用于連接所述部件的迅速的和可靠的方法。所述方法的缺點(diǎn)是，在頂板的背側(cè)和刷體中的凹部的端側(cè)之間留有空隙或空腔。不排除的是，在所述空隙中存在對(duì)衛(wèi)生有害的污物。

發(fā)明內(nèi)容
通過本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)，刷毛支架和蓋部件在其間不留有空隙或空腔的情況下能夠迅速地并且安全地相互連接。根據(jù)本發(fā)明，首先，由熱塑性塑料制造刷毛支架，所述刷毛支架具有貫通的孔和包圍所述孔的圓周邊緣。刷毛支架能夠是頂板或者也能夠是刷把。然后，將例如是刷毛、刷毛束、由彈性材料和天然纖維制成的清潔元件的刷元件固定在刷毛支架的孔中。此外，作為刷體的組成部分由熱塑性塑料構(gòu)造和提供蓋部件，所述蓋部件具有用于刷毛支架的裝配區(qū)域和在裝配區(qū)域中模制的消耗結(jié)構(gòu)(Opferstruktur)和包圍裝配區(qū)域的連接邊緣。然后，通過加熱對(duì)刷毛支架的包圍孔的圓周邊緣和蓋部件的消耗結(jié)構(gòu)以及所述蓋部件的連接邊緣進(jìn)行塑化加工。在此，優(yōu)選排除對(duì)蓋部件的和刷毛支架的外表面進(jìn)行塑化加工，因?yàn)樗鼈兪撬Ⅲw的組成部分，并且不應(yīng)通過加熱而變形。所述排除能夠借助于擋熱板進(jìn)行，借助所述擋熱板擋住輻射熱。然后，將刷毛支架和蓋部件相對(duì)彼此擠壓，其中，接下來發(fā)生將刷毛支架的被塑化加工的圓周邊緣與蓋部件的被塑化加工的連接邊緣焊接。但是，蓋部件的和刷毛支架的排除塑化加工的外表面保持它們的形狀?，F(xiàn)在，消耗結(jié)構(gòu)的被塑化加工的材料流入由蓋部件的連接邊緣包圍的、在刷毛支架和蓋部件之間留有的容積中，并且至少盡可能地填滿所述容積。因此，避免了在刷毛支架和蓋部件之間留有的空隙或空腔。消耗結(jié)構(gòu)能夠以多樣化的形式構(gòu)造。有利的是，所述消耗結(jié)構(gòu)構(gòu)造為細(xì)小的肋、尖齒或小塊，所述細(xì)小的肋、尖齒或小塊從蓋部件的裝配區(qū)域的底部突出。在所述形式中，能夠良好地控制消耗結(jié)構(gòu)，例如也通過用于焊接過程的輻射熱以不接觸的方式進(jìn)行塑化加工。肋能夠構(gòu)造為細(xì)小的縱向肋和/或橫向肋，或者也能夠構(gòu)造為彼此包圍的和彼此間隔開的環(huán)。其他有利的實(shí)施方案是小塊，所述小塊具有十字形的、星形的或環(huán)形的橫截面。另一替選方案是呈從蓋部件的裝配區(qū)域的底部突出的平臺(tái)或多個(gè)這樣的平臺(tái)區(qū)域的形式的消耗結(jié)構(gòu)。在每種情況下，消耗結(jié)構(gòu)的尺寸確定為，使得所述消耗結(jié)構(gòu)的被塑化加工的材料填滿在刷毛支架和蓋部件之間留有的容積。根據(jù)待制造的刷子的類型和形狀，刷毛支架形成頂板并且在刷把或刷柄上形成蓋
部件，或者反之，形成直接裝有刷毛的刷頭，其中，蓋部件構(gòu)造為小蓋板，所述小蓋板使刷體變得完整。然后，在最后的實(shí)施形式中，刷頭能夠形成為小的圓片，并且設(shè)有對(duì)于所謂的電動(dòng)牙刷而言必需的具有用于耦聯(lián)到驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上的栓的小蓋板。


參考附圖從多個(gè)實(shí)施形式的下述說明中獲得本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)。在附圖中示出圖I示出在組裝前，裝有刷毛的刷毛支架小板和刷把的拉開的立體視圖；圖2示出用于圖解說明將熱塑性塑料部件相互塑化加工以進(jìn)行焊接的方法步驟的示意的剖視圖；圖3示出已制成的牙刷的立體的局部視圖；圖4示出貫穿按照?qǐng)D3的牙刷的頭部區(qū)域的橫截面；圖5至圖10示出在具有可塑化加工的消耗結(jié)構(gòu)的刷頭上的固定區(qū)域的不同的實(shí)施形式的變型方案；圖11示出在組裝前，圓形的刷毛支架小板的和其蓋部的被拉開的立體視圖；圖12示出由在圖11中示出的部件組裝的刷子的立體視圖；圖13示出具有置于深處的頭部固定區(qū)域和安裝在其中的可塑化加工的消耗結(jié)構(gòu)的刷把的另一變型方案；圖14示出在另一實(shí)施形式中，在組裝前，帶有刷毛的刷毛支架小板的和刷把的被拉開的立體視圖；圖14a示出具有已安置的擋熱板的刷把的局部剖視圖；圖14b示出具有已安置的擋熱板的刷毛支架小板的局部剖視圖；圖14c示出刷把和刷毛支架小板之間的連接區(qū)域的局部剖視圖；圖15示出在另一實(shí)施形式中，在組裝前，裝有刷毛的刷毛支架小板的和刷把的被拉開的立體視圖；圖15a示出具有已安置的擋熱板的刷毛支架小板的局部剖視圖15b示出具有已安置的擋熱板的刷把的局部剖視圖；圖15c示出根據(jù)變型方案的具有已安置的擋熱板的刷毛支架小板的局部剖視圖；圖15d示出在根據(jù)15a或15c的變型方案中的在刷把和刷毛支架小板之間的連接區(qū)域的局部剖視圖；圖15e示出根據(jù)另一變型方案的具有已安置的擋熱板的刷毛支架小板的局部剖視圖；圖15f示出在根據(jù)圖15e的變型方案中的在刷把和刷毛支架小板之間的連接區(qū)域的局部剖視圖；圖16示出在另一實(shí)施形式中，在組裝前，裝有刷毛的刷毛支架小板的和刷把的被拉開的立體視圖； 圖16a示出具有已安置的擋熱板的刷把的局部剖視圖；圖16b示出具有已安置的擋熱板的刷毛支架小板的局部剖視圖；圖16c示出在刷把和刷毛支架小板之間的連接區(qū)域的局部剖視圖；圖16d示出根據(jù)另一變型方案的具有已安置的擋熱板的刷毛支架小板的局部剖視圖；圖16e示出在根據(jù)圖16d的變型方案中，在刷把和刷毛支架小板之間的連接區(qū)域的局部剖視圖；圖17a示出安裝在刷毛支架小板的圓周邊緣上的、具有細(xì)小的凸出部的形式的焊接輔助部的局部剖視圖；圖17b示出焊接輔助部的變型方案；和圖17c示出焊接輔助部的另一變型方案。
具體實(shí)施例方式所述方法的下述實(shí)施形式涉及牙刷的制造。然而，相同的原理也能夠應(yīng)用于制造其他類型的刷子。在圖I中示出牙刷把中的刷頸10和頭部部件12，所述頭部部件具有用于已安裝有刷毛的、呈刷毛支架小板16形式的刷毛支架的裝配區(qū)域14。刷毛支架小板16裝配有不同地形成的和成型的刷毛束，所述刷毛束優(yōu)選以在開始時(shí)提及的AFT方法固定。但是，根據(jù)刷毛或刷元件的類型，其他固定方法也是可能的，例如噴射彈性部件或粘貼天然纖維。頭部部件12的裝配區(qū)域14，也稱為蓋部件，裝配有具有由彼此包圍的環(huán)形的細(xì)小的肋形式的消耗結(jié)構(gòu)，所述肋從固定區(qū)域的底部突出。所述肋由頭部部件的外圓周邊緣12a包圍。消耗結(jié)構(gòu)的形狀在很大程度上是可變的，并且由所選擇的固定方法的過程參數(shù)來確定。消耗結(jié)構(gòu)18 —方面提供用于與刷毛支架小板16焊接的材料，另一方面提供需要的量，以便盡可能完全地填滿處于頭部部件12和刷毛支架小板16之間的空間。在圖2中簡化地假定的是，從固定區(qū)域的底部突出的消耗結(jié)構(gòu)18是小塊。裝有刷毛的刷毛支架小板16由頭部小板20和錨固在其上的刷毛簇22組成，所述刷毛簇熔融在頭部小板20的背側(cè)上，并且在必要時(shí)形成連續(xù)的熔融層。在頭部小板20的背側(cè)和頭部部件12的裝配區(qū)域之間裝入加熱裝置，所述加熱裝置在此象征性地示為電加熱線圈24。所述加熱裝置24優(yōu)選加熱頭部小板20的圓周邊緣20a，如在圖2中通過小箭頭加以說明的，并且在相對(duì)置的側(cè)上加熱消耗結(jié)構(gòu)18和形成在頭部部件12的圓周邊緣12a上的連接邊緣12b。相反，頭部部件的包圍所述連接邊緣12b的外部區(qū)域12c保持不被加熱。借助于加熱裝置24，對(duì)熱塑性塑料以易控制的方式進(jìn)行塑化加工，緊接著移除加熱裝置24，并且將所述部件壓在一起，以便將其彼此焊接，其中頭部小板20和具有消耗結(jié)構(gòu)18的刷把由所述熱塑性塑料制成。圖3示出已制成的刷頭。從圖4中可見，在刷毛支架小板16的背側(cè)和頭部部件12之間未留有無效體積，因?yàn)橄慕Y(jié)構(gòu)在塑化加工狀態(tài)下和在壓力作用下滲入所有空腔中，并且將所述空腔填滿。在圖4中也能看到，頭部部件12的連接邊緣與刷毛支架小板16的圓周邊緣焊接，然而頭部部件12的外表面未損壞，并且保留其形狀。消耗結(jié)構(gòu)的在圖5至10中示出的變型方案是特殊的實(shí)施形式，在所述變型方案中具有用于所應(yīng)用的連接方法的每個(gè)單獨(dú)的特殊優(yōu)點(diǎn)，所述優(yōu)點(diǎn)關(guān)于在焊接時(shí)和壓在一起時(shí)的可塑化加工性、流變特性，并且關(guān)于將所有空腔盡可能完全填滿的能力。在圖5中，消耗結(jié)構(gòu)再次實(shí)施為彼此環(huán)形包圍的細(xì)小的肋，然而所述肋的數(shù)量比在圖I中更少，并且在固定區(qū)域的底部上形成臺(tái)階18a，所述臺(tái)階包圍環(huán)形的肋18。 在圖6中，細(xì)小的肋彼此平行地沿縱向方向延伸。在圖7中，所述肋同樣彼此平行地，但是沿橫向方向延伸。在圖8中，消耗結(jié)構(gòu)構(gòu)造為細(xì)小的小塊，所述小塊的橫截面是十字形的。在圖9中，消耗結(jié)構(gòu)也是小的小塊，然而在此，所述小塊的橫截面是環(huán)形的。如圖10示出的，也可能的是，在固定區(qū)域的底部上設(shè)置有突出的平臺(tái)，所述平臺(tái)能夠以一件式地連續(xù)，或者也分為多件。在固定區(qū)域的底部上的平臺(tái)高度取決于待相互連接的部件的幾何形狀。板型消耗結(jié)構(gòu)在熱作用下易于塑化加工至更小的深度，這在頭部部件小板非常平坦的情況下能夠是有利的。圖11示出一個(gè)實(shí)施形式，在所述實(shí)施形式中，裝有刷毛的刷毛支架30是在所謂的電動(dòng)牙刷中所使用的圓形刷體的部件。在此，小蓋板32用作為蓋部件，所述小蓋板同樣構(gòu)造為圓形的，并且在其朝向刷毛支架30的側(cè)上具有裝配區(qū)域，所述裝配區(qū)域具有模制的、呈同心的圓環(huán)形的細(xì)小的肋形式的消耗結(jié)構(gòu)18。小蓋板32在其背離刷毛支架的背側(cè)上設(shè)有栓34，所述栓確定為用于耦聯(lián)到驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上。在圖11中示出的實(shí)施形式中，類似于在圖2中圖解說明的方法，焊接所述部件；在圖12中示出結(jié)果。在圖I至4中示出的實(shí)施形式的一個(gè)變型方案在于，根據(jù)在圖13中的視圖，頭部部件12通過臺(tái)階13從刷頸10下沉。消耗結(jié)構(gòu)18以與在圖5中類似的方式構(gòu)造。在所述實(shí)施形式中，刷毛支架小板具有相應(yīng)更大的厚度。在圖14中圖解說明的是，待焊接的區(qū)域的和消耗結(jié)構(gòu)的選擇性的塑化加工能夠在所述方法的實(shí)際的實(shí)施方案中進(jìn)行。在已示出的實(shí)施形式中，將刷毛支架小板的平坦的圓周邊緣20a和刷把的同樣平坦的連接邊緣12b焊接。根據(jù)圖14a，在通過熱輻射加熱時(shí)，將刷把12的包圍待塑化加工的面的外邊緣借助相應(yīng)地形成的擋熱板30覆蓋。同樣地，根據(jù)圖14b，刷毛支架小板的非待塑化加工的外表面，更確切地說，側(cè)表面和前表面的外邊緣借助適合地形成的擋熱板32覆蓋。在將部件壓在一起后在圖14c中示出結(jié)果。焊接連接以箭頭“S”標(biāo)記。消耗結(jié)構(gòu)形成熔融部18a，所述熔融部填滿已連接的部件的間隙。根據(jù)刷元件22的材料特性，也能夠?qū)崿F(xiàn)與所述刷元件的熔融部的焊接。圖15和16示出在刷把12和刷毛支架小板20之間的焊接連接的其他變型方案。
在圖15中，刷把12在用于刷毛支架小板的容納部的區(qū)域中具有臺(tái)階23。根據(jù)圖15a或15c，刷毛支架小板應(yīng)不僅焊接在平坦的圓周邊緣上，而且也焊接在側(cè)表面上。相應(yīng)地，借助擋熱板32只覆蓋前側(cè)的邊緣(圖15a)或者覆蓋所述邊緣和刷毛支架小板20的側(cè)表面的一小部分(圖15c)。此外，借助于擋熱板30覆蓋刷把12的鄰接于臺(tái)階23的外表面。圖15d示出在將所述部件壓在一起之后的結(jié)果。附圖中的小箭頭指向焊接面。然而，當(dāng)不應(yīng)焊接刷毛支架小板20的側(cè)表面時(shí)，借助擋熱板32也覆蓋側(cè)表面，如在圖15e中示出的；在圖15f中示出結(jié)果。在圖16中，刷毛支架小板20具有彎折的圓周邊緣，所述圓周邊緣的端面形成連接邊緣20c。刷把的相應(yīng)的連接邊緣12b位于消耗結(jié)構(gòu)18的圓周邊緣上。如在圖16a中示出的，用擋熱板30覆蓋刷把12的包圍連接邊緣12b的外表面。當(dāng)也應(yīng)焊接刷毛支架小板20的側(cè)表面時(shí)，借助擋熱板32僅覆蓋前側(cè)的邊緣，如在圖16b中示出的。圖16c示出將部件壓在一起之后的結(jié)構(gòu)。圖16c中的小箭頭指向焊接面。然而，當(dāng)不應(yīng)焊接刷毛支架小板20的側(cè)表面時(shí)，所述側(cè)表面也被擋熱板32覆蓋，如在圖16d中示出的，在圖16e中示出結(jié)果。 在圖17中示出用于使焊接過程變得容易的改進(jìn)方案。在圖17a中，在刷毛支架小板20的圓周邊緣上的待焊接的面上模制有細(xì)小的尖齒形的凸出部或突出部，在加熱時(shí)，借助于輻射對(duì)所述凸出部或突出部特別快地進(jìn)行塑化加工。根據(jù)圖17b，所述凸出部40能夠限制到刷毛支架小板20的平坦的圓周邊緣上。根據(jù)圖17c，不僅設(shè)有在刷毛支架小板20的平坦的圓周邊緣上的凸出部40，而且也設(shè)有在刷毛把12的連接邊緣上的相應(yīng)的凸出部42。在俯視圖中測量，未進(jìn)行塑化加工的圓周邊緣12a優(yōu)選具有比消耗結(jié)構(gòu)更大的厚度，同樣在俯視圖中觀察，未進(jìn)行塑化加工的圓周邊緣12a的厚度最大為I. 5mm,優(yōu)選為 O. 5mm 至 Imnin消耗結(jié)構(gòu)的最大厚度被證實(shí)為最大I. 5mm的厚度,其中,所述厚度優(yōu)選僅為O. 5mm至 Imnin
權(quán)利要求
1.用于制造刷子的方法，具有下述步驟 a)由熱塑性塑料制成刷毛支架，所述刷毛支架具有貫通的孔和包圍所述孔的圓周邊緣(20a)； b)將刷元件固定到所述刷毛支架的所述孔中，所述刷元件例如是刷毛、刷毛束、由彈性材料和天然纖維制成的清潔元件； c)作為刷體的組成部分并由熱塑性塑料制造的蓋部件，所述蓋部件具有用于所述刷毛支架的裝配區(qū)域和在所述裝配區(qū)域中模制的消耗結(jié)構(gòu)(18)和包圍所述裝配區(qū)域的連接邊緣(12b)； d)對(duì)所述刷毛支架的所述圓周邊緣(20a)、所述蓋部件的所述消耗結(jié)構(gòu)(18)和所述蓋部件的所述連接邊緣(12b)通過加熱進(jìn)行塑化加工； e)將刷毛支架和蓋部件相對(duì)彼此擠壓，其中， -將所述刷毛支架的被塑化加工的所述圓周邊緣(20a)與所述蓋部件的被塑化加工的所述連接邊緣(12b)焊接； -所述蓋部件的排除所述塑化加工的外表面保持其形狀；并且 -所述消耗結(jié)構(gòu)的被塑化加工的材料流入由所述蓋部件的連接邊緣(12b)包圍的、在刷毛支架和蓋部件之間留有的容積中，并且至少盡可能地填滿所述容積。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述消耗結(jié)構(gòu)(18)構(gòu)造為從所述蓋部件的所述裝配區(qū)域的底部突出的細(xì)小的肋、尖齒或小塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述肋構(gòu)造為細(xì)小的縱向肋和/或橫向肋。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述肋構(gòu)造為彼此包圍的并且彼此間隔開的環(huán)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述小塊具有十字形的、星形的或環(huán)形的橫截面。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述消耗結(jié)構(gòu)(18)構(gòu)造為由所述蓋部件的所述裝配區(qū)域的底部突出的平臺(tái)或構(gòu)造為多個(gè)這樣的平臺(tái)區(qū)域。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其中所述消耗結(jié)構(gòu)(18)的尺寸確定為，使得所述消耗結(jié)構(gòu)的被塑化加工的材料填滿在刷毛支架和蓋部件之間留有的容積。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其中所述蓋部件構(gòu)造在所述刷體本身上，并且所述刷毛支架形成頂板或刷毛支架小板(16)。
9.根據(jù)權(quán)利要求I至7之一所述的方法，其中所述刷毛支架構(gòu)造為刷把，并且所述蓋部件構(gòu)造為小蓋板，所述小蓋板使所述刷體變得完整。
10.根據(jù)權(quán)利要求I至7之一所述的方法，其中所述刷毛支架構(gòu)造為圓形的刷體的部件，并且所述蓋部件構(gòu)造為小蓋板，所述小蓋板使所述刷體變得完整并且設(shè)有用于耦聯(lián)到驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上的栓。
11.根據(jù)權(quán)利要求I至10之一所述的方法，其中排除對(duì)所述蓋部件的和/或所述刷毛支架的外表面進(jìn)行塑化加工。
12.根據(jù)權(quán)利要求I至10之一所述的方法，其中通過借助于擋熱板的屏蔽，排除對(duì)所述蓋部件的和/或所述刷毛支架的所述外表面進(jìn)行塑化加工。
13.根據(jù)權(quán)利要求I至12之一所述的方法，其中所述蓋部件的和所述刷毛支架的待相互焊接的連接面設(shè)有細(xì)小的凸出部，在加熱時(shí)優(yōu)選對(duì)所述凸出部進(jìn)行塑化加工。
全文摘要
刷毛支架由熱塑性塑料制成，其具有貫通的孔和包圍所述孔的圓周邊緣。然后，將例如是刷毛、刷毛束、由彈性材料和天然纖維制成的清潔元件的刷元件固定到刷毛支架的孔中。此外，作為刷體的組成部分由熱塑性塑料構(gòu)造和提供蓋部件，所述蓋部件具有用于刷毛支架的裝配區(qū)域和具有模制在裝配區(qū)域中的消耗結(jié)構(gòu)和包圍裝配區(qū)域的連接邊緣。然后，對(duì)刷毛支架的圓周邊緣和消耗結(jié)構(gòu)以及蓋部件的連接邊緣通過加熱進(jìn)行塑化加工。然后，將刷毛支架和蓋部件相對(duì)彼此擠壓，其中將刷毛支架的被塑化加工的圓周邊緣與蓋部件的被塑化加工的連接邊緣焊接。消耗結(jié)構(gòu)的被塑化加工的材料流入由蓋部件的連接邊緣包圍的、在刷毛支架和蓋部件之間留有的容積，并且至少盡可能地填滿所述容積。
文檔編號(hào)A46B7/00GK102821649SQ201180015848
公開日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2011年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月26日
發(fā)明者巴爾特·杰勒德·布舍里 申請(qǐng)人:Gb保捷利公眾有限公司