专利名称：制造刷子的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及制造刷子的方法和装置，该刷子具有底座件，该底座件构成刷子的至少一部分并且刷毛被固定在底座件上。
背景技术：
已经知道了各种刷子制造方法。通常，刷体配备有许多排列的孔(孔图)，这些排列的孔对应于期望的刷毛分布。刷毛束或刷毛簇随后被插入刷体的孔中并借助被压入的小的金属铆钉或借助套结被固定在孔中。在一个替代的、只应用了几年且被称为AFT(无锚植簇)方法的刷子制造方法中， 刷毛簇在不使用套结或锚固片的情况下被固定在小的刷头板上，并且刷座板随后被加入刷体或把手中或被固定在其上。在AFT方法的一个变型方式中，在刷子把手上制造有排列孔， 排列孔对应于期望的刷毛簇图形。刷毛簇随后被插入该孔中并且被固定在刷子把手上。刷毛簇的固定端随后用一个小的盖板覆盖。现有技术中，刷毛在前侧(就是说朝向刷子使用面的刷面)和/或背侧被切断。 切断或是在刷毛被固定在底座件上之前完成，或是在被固定于底座件上之后完成。例如在现有技术中，刷毛以集簇方式从背侧被插入底座件和/或在背面贴靠底座件的导向件的孔中，从而在背侧伸出导向件外。锋利的刀片随后沿导向件移动，用于在背侧切断刷毛。导向件此时作为对向刀片并且作为用于运动刀片的支承。这终归导致高的刀片磨损。此外，刷毛在前侧也被切断，尤其在刷毛已通过锚固片被固定在底座件上后。前侧的切断尤其用于赋予刷面造型，从而刷面在侧视图中例如获得齿形形状。必须尽量准确进行的前侧切断通常按照从粗到细的多个步骤完成。此时，采用先后投入使用的铣刀。这尤其涉及要很深地切断的构型。
发明内容
本发明的任务是提供一种方法和一种装置，借此能有利地制造刷子。本发明的方法为此规定以下步骤尤其以集簇方式将刷毛固定在底座件上；借助被加热的刀具切断刷毛，其中该被加热的刀具接触要被切断的刷毛。根据本发明的方法规定了所谓的热刀具，它接触刷毛并且只因其热作用或因热作用和刀刃形状来切断。刷毛可以在固定在底座件上之前或之后用被加热的刀具切断。此外，该热的刀具也可被用于在被送往底座件之前切断刷毛或刷毛簇，例如一般在刷子制造装置外截短刷毛，或者在刷毛箱中切断刷毛。不过，根据优选实施方式，切断应该在配设有刷毛的底座件上完成。被加热的刀具实际上无磨损地工作并且能以高的切断速度沿着刷毛的横向运动。在优选实施方式中，切断速度为大约1-2. 5米/分钟。在切断区域内的被加热的刀具的温度约为500°C 士70°C。刷毛由热塑性塑料构成。
根据优选实施方式，在切断区域内的被加热的刀具包括电阻电热机构或者本身构成电阻电热机构。一种实现这种刀具的可能性在于用切断刷毛的金属丝来工作。被加热的金属丝原则上可以具有任何横截面形状。在研究中被认为是最佳实施方式的一个变型方案在于采用扁平的金属丝。扁平的金属丝尤其相对刷毛倾斜地移动，用于使切掉的刷毛端头离开被裁切的端头。刷毛可以在固定在底座件上之前用被加热的刀具来切断，或者如上所述，随后进行该切断。在固定之前切断意味着刷毛簇只被插入孔中，但没有被牢固固定在底座件上。尤其是，刷毛可以在固定在底座件上之前在背侧从底座件内的孔中伸出并且在底座件的背侧被切断。为了支承尚未被固定的刷毛簇，可以可选地在轴向上在前侧在一个具有异型结构或没有异型结构的压紧件上支承该刷毛簇，但没有保持刷毛簇。背侧切断尤其是(但不是唯一地)对这样的刷子有利，在该刷子中，刷毛簇先被插入底座件的孔中并通过具有异型结构的压紧件以不同深度将刷毛簇推入该孔，用于产生有造型的刷面。该刀具的刀具形状(在金属丝时是金属丝形状)和温度如此刷毛形状相匹配或协调，即刷毛、尤其是一个刷毛簇的刷毛或者相邻的刷毛簇通过切断也相互熔合。就是说，被切的端头在切断时柔软切相互黏附。这可能具有优点，例如因为尚未固定的刷毛已经将位置定下来。底座件在切断时如此取向，S卩，被切掉的刷毛端头经过刷毛掉落。要避免局部还是柔软的刷毛部分落到底座件上的刷毛头上，从而与之黏附在一起。尤其是，切断作业在头顶上完成，就是说要切断的刷毛头朝下伸出，或者在刷毛基本平放的状态下完成，从而切掉的刷毛头在侧面沿着刷毛簇掉落。在后者情况下，刀具竖直移动地沿着底座件侧向经过。为了防止切掉的刷毛头落到底座件的刷毛上，还可以采取以下措施，例如吹气、抽吸或者利用机械挡件。被加热的刀具可以于底座件间隔开并且在切断时没有支承件地沿刷毛横向移动。 作为与刀片接触的反向刀片的切例如容纳待切断的刷毛头的支承件会因沿其移动的刀具而磨损，这可通过本发明来加以避免。就在通过切断赋予刷面以造型时，被加热刀具可能是很有利的。在这里，例如利用被加热的刀具进行第一次切断，随后通过未被加热的刀具进行进一步切断，可以说进行精细切断。借助被加热的刀具进行切断时的被切断的刷毛头容易相互粘结可能对于随后的切断是有利的，这是因为相邻的刷毛支承要切断的刷毛，这终归可以使刷毛承受较小负荷并且用于获得齐整的切断。刷毛或刷毛簇在底座件上的固定可以借助单独的锚固片、胶、熔接和/或包封注塑在底座件上实现。要注意的是，具有孔区的底座件可以是单独的尤其呈板状的构件，它被固定在余下的刷体上或者可在刷体注射成型时被嵌埋在其中，或者底座件是一个一体的即一开始就是整体的刷体组成部分，因此只是其一部分。还有以下的另一种可能性，底座件被熔接在刷体余部上。刷体一般包括手持部和头部，在这里，底座件设置在该头部之中/之上。
根据本发明的、尤其是执行上述的本发明方法的刷子制造装置包括用于刷毛簇或刷毛的取出机构(称为刷毛分选机构)、用于将刷毛簇或刷毛送往构成刷体的至少一部分的底座件的输送机构和用于切断刷毛的被加热的刀具。在这里，必须存在刀具和待切断的刷毛之间的接触，以便能能够在实体之间(从刀具到刷毛)直接传递热。本发明的装置也可以具有固定机构，刷毛在该固定机构中尤其以集簇方式被固定在底座件上。为了提高生产节拍速度，本发明的装置具有先后被底座件经过的多个加工站。在这里，转位工作台、统称为包括固定机构的环或自身回转的圆环、包括定位机构的环行链等是有利的。
从以下的说明和所参照的附图中得到了本发明的其它特征和优点，其中图Ia-Ih示出本发明方法的多个前后相继的步骤，这些步骤在本发明装置中执行；图2是本发明装置的、在此从刷毛箱取出刷毛簇的工站的示意俯视图；图3是根据图2的工站的透视图，但省掉了一些组成部分；图4是图3的放大细节图；图5是图3所示工站的截面图；图6是本发明装置的、在此切断刷毛的另一个工站的示意透视图；图7是图6所示工站的细节截面图；图8a-8c表示在利用另一个刀片的图6所示工站中的多个前后相继的步骤；图9是本发明装置的示意俯视图；图10示出根据本发明方法制造的刷子的另一个实施方式的横截面图；图11是根据图10中的线XI-XI的刷子截面图；图示出根据本发明方法和本发明装置的另一实施方式的多个前后相继步骤。
具体实施例方式在图1中示出了用于制造在此呈牙刷形式的刷子的前后相继的多个步骤。刷子具有刷体10，刷体的刷头以下构成底座件12。底座件12有多个透孔14，这些透孔中塞填刷毛簇16，该刷毛簇被固定在底座件12上。如图1所示，以下还将做出说明的输送机构18送来多个独立的刷毛簇16，这些刷毛簇通过一个装置经输送机构18从底座件12的背侧被推入多个孔14中。输送机构18为此具有容纳孔22，在容纳孔中塞填有刷毛簇16并且容纳孔相对底座件12运动。装置20包括可直线移动的推杆对，推杆沿轴向移入容纳孔22，用于将刷毛簇16推入与容纳孔22对齐的孔14。该底座件沿两个轴移动并且以待填充的孔14对准要被推入的刷毛簇16。如图Ia所示，在底座件12的背侧设有一个在装置侧的、优选与底座件12的正面接触的导向件26，该导向件的透孔28与待塞填的孔14对齐。
止挡30与导向件沈间隔开。刷毛簇16从底座件12的背侧就是说刷子10的背面被如此深地推入底座件12和导向件沈中，即，刷毛簇在正面又从导向件沈伸出并且抵靠在止挡30上。一旦所有待塞填的孔14塞填了刷毛簇16，则达到图Ib所示的塞填完成状态。要强调的是，根据刷子10的实施方式不同，不是所有的孔14都必须填充刷毛簇 16。为了实现毛簇图案变型和其它刷毛图形，可以有选择地给不同的孔14填充刷毛簇16。在图Ic所示的方法步骤中，止挡30被去除。取而代之的是，一个压紧件32从正面相对刷毛簇16沿轴向向上移动，从而它接触所有的刷毛簇16。压紧件32的顶面制有异型结构，用于形成形状互补的刷子表面(由刷毛簇16的前端构成)。通过压紧件32，刷毛簇16的一部分又被向上压并且在背面不一致地相对底座件 12突出。可选的是，可以在背侧设置一个与压紧件形状互补的反压件36，从而刷毛簇16能在轴向上尽量无间隙地被固定在压紧件32和反压件36之间。为实现由独立刷毛的不同长短所引起的误差的补偿，可以想到以弹性方式或弹性支承方式构成施压件32、36。由于有压紧件32，所以刷毛簇16的前端相对底座件12具有精确的取向。在以下还将明确描述的下个步骤中，在背侧相对底座件12突出的刷毛簇16被切断(图Id)，从而所形成的自由端紧贴在底座件12的上方。在能在下个工站内执行的下个步骤中，刷毛簇16在背侧被固定。固定例如借助熔接来实现。图Ie示出一种熔接可能性，在这里，热板38被压到刷毛簇16上。由热塑性塑料构成的刷毛的背侧端相互熔合，最好构成连贯的一层40 (见图If)。在此固定过程中和也在前面的切断过程中，压紧件32最好保持在刷毛簇16上。压紧件32现在可以被去除(图 Ig)并且随后将一个背侧压紧件40安置到底座件12的背面上，至少在刷毛簇16的相互熔合的区域内。压紧件40可以是预制件。作为替代，压紧件40也可以通过喷注到底座件12 或刷体上来制造。如上所述地在盖板或刷体上采用牺牲结构当然也是可行的。在之前的方法步骤中，导向件沈最好(非限制意味)保持在底座件12上，用于支承和密封。以下将稍微具体地示出和描述之前说明的方法步骤。因此，图2示出本发明装置的工站的一个可行实施方式的具体细节，在此工站中， 刷毛簇16被拣选出来并被送往底座件12。该装置为此具有独立的带有刷毛箱42的工站， 在刷毛箱中安置有刷毛备料44。刷毛在刷毛箱42中平行取向并且未分组地安置。刷毛通过匹配的施压机构被压向输送机构18。在(同样是非限制意味的)本实施例中，输送机构18包括绕转轴46转动的且具有板状簇束取出件的取出机构48，在所示的实施例中是所谓的圆弧夹，它具有用于刷毛簇 16的容纳孔50。容纳孔50在靠近刷毛备料44的一侧是敞开的。如果簇束取出件就图2 而言朝右移动，则容纳孔50接触到刷毛备料44。因为刷毛备料44在朝向容纳孔50的方向上承受预施力，所以多到能充满容纳孔50的刷毛被压入容纳孔50中。
因此，沿刷毛延伸尺寸的横向进行刷毛簇16的拣选，在这里就是垂直于图面进行分选。如果容纳孔50被刷毛充满，则使该容纳孔沿顺时针方向转动并且移动到图2所示的位置。与板48的形状相匹配的导向板52用于使刷毛能从容纳孔50中落出。作为在此实施方式中的输送机构18所具有的曲线形运动轨迹的替代，也可以进行直线移动。刷毛簇16从输送机构18中直接、即没有中间接入承板等地被推入底座件12。要注意的是，若干刷毛簇被先后从刷毛箱42中取出并随毛簇取出件被送入其在推入之前的最终位置。在这里避免了转交给中间承载件。但因为底座件12具有必须先后被填充刷毛簇16的多个孔14，所以底座件12在两个方向X、Y上运动。为此，待填充的孔14对准容纳孔50和下个要推入的刷毛簇16。相应的工站优选具有所谓的X-Y滑座，底座件12固定在滑座上并且能在一个平面内移动。所谓的X-Y滑座是可自由编程的工业机器人的简单实施方式，在这里是双轴工业机器人。图3以透视图示出装有刷毛备料44的刷毛箱42。为了示出整个工站，省掉了多个组成部分。图3还示出恰好被装置20推入底座件12的孔中的刷毛簇16。支座M定位并锁定导向件沈在定位单元如X-Y滑座上，底座件12相对容纳孔50的取向借助该定位单元来完成。图4示出刷毛簇16在被推入底座件12的孔14之后在前侧伸出导向件沈。不过， 刷毛簇16也可以在背侧相对底座件12突出，或是紧接在被推入之后或是在压紧件32上抬之后。图5进一步详细示出刷毛簇16的塞填。此时能看到，安放在输送机构18中的刷毛簇16在被送入孔14之前与底座件12的背面间隔开。输送机构在孔14的区域内以具有间隙尺寸d的间隙60与底座件12间隔。间隙60通过导向件等被越过。输送机构18也相对余下的底座件12间隔开。相应的间隙D表示输送机构18和底座件12背面之间的最小间隙。可选的是，间隙D也可以为零，可间隙60总是存在的。在推入刷毛簇16时，刷毛簇因此必须自由越过该间隙。为了简单送入刷毛簇16，孔14最好在背面具有扩张的倒角。还能看到，底座件12在背面在孔40的区域内具有凹槽64。在凹槽64中加入或者喷注形成盖件40。如此设计输送机构18，在输送机构18上将刷毛推入孔14的过程中，最终只对要送入的刷毛簇16施加轴向压力(即在刷毛纵向上的压力)。这意味着，容纳孔50周围的壁是刚性的，没有径向夹紧力施加在刷毛上。唯一的夹紧力通过刷毛备料44中的预紧力获得， 该预紧力在刷毛拣选时可以说被传递到容纳孔50中。刷毛簇16的切断最好在本发明装置的单独工站中进行，确切的说，优选借助被加热的刀具。切断部分最好以电阻电热机构形式构成，就是说，该部分通电。当然，也可以至少在接触刷毛的接触区内电绝缘该通电部分。图6示出这种被加热的刀具70的一个实施方式，其包括通电的热金属丝。金属丝基本平行于底座件12背面且尽量紧贴地沿底座件12移动并切断超出的刷毛端。此时，刷毛或者也可以是相邻的刷毛簇16也能部分熔合。图7示出对尚未被切断的相互熔合的刷毛簇16的热作用。但除此之外，也可以将留在底座件12内的刷毛簇16的已切断的端头熔合，而这对定位和固定是有利的。虽然在图5和图6中示出横截面基本为圆形的作为刀具70的金属丝，但在图 8a-8c中能看到利用所谓的扁平金属丝的替代实施方式。同样在纵向上被通电加热的金属丝像刀片一样相对待切断的刷毛布置。如此选择金属丝的倾斜程度，远离底座件取向的斜面在运动方向上偏离底座件地倾斜。借此促成被切断的刷毛头离开底座件地送出。在图5 至图8中还能看到，刷毛簇16在其切断部位区域内在侧向上未得到支承。刀具70也在底座件12区域内未被支承，因此在切断时没有发生摩擦。切断可以说是在无支承件的情况下完成的。刷毛簇16或是在侧向上仅通过底座件12 (见图8a-8c)保持，或是通过底座件12 和导向件沈保持。在轴向上，刷毛簇16定位在压紧件32和反压件36之间。应该也在切断过程中保持这种定位，但这不是限制意味的。为防止刷毛簇16的被切断毛头落到底座件12上，切断最好在顶上进行，就是说背面朝下(见例如图8)，或者在底座件12至少明显倾斜的状态下进行。为此，被切断的毛头 72简单地向下掉落。刷毛簇16在底座件12上的固定如上所述地或是通过熔接和/或通过胶粘和/或通过注射例如在制造盖件40时进行。盖件40可以尤其具有背面突出的洁净突起80，用于构成舌头清洁件。或者，送入的盖件40可以事后被压入或者粘固，也采用了上述牺牲结构。不是所有的孔14都必须通过刷毛簇16被封闭。也可以如开头所述的那样保持这个或那个孔14未被塞填。在随后的粘结或注入或者说后侧注射时，相应的孔14于是被封闭。此外，也可以给一些孔填充弹性的异型件82，就像例如在图6中示出的那样。底座件12中的相应的孔14此时相当于一体的异型件，其横截面明显大于刷毛簇16的横截面。 异型件82可以作为用于牙龈等的按摩突起。异型件82可以是预制的并随后安装在孔中， 或是马上喷注到孔中或孔处。在图9中示出了根据上述方法制造刷子的装置。该装置以例如包括回转台100的工具的形式构成。最好在工具台100之外，每个刷毛簇16通过取出机构48和输送机构18 被分别送往底座件12 (在此是刷体10)，其中刷体10之前已被安置到导向件沈上。可以设有带有空闲的导向件沈的刷毛箱，其为了更加一目了然起见而在此未被示出。如上所述，在供应工站中，每个单独的刷毛簇16被塞入对应的孔14，被侧向保持的导向件沈在X方向和Y方向上移动。塞填完的底座件12随后移向工具台100并被安置在工具台上。自身转动的工具台100输送一个或多个底座件12至一个工站，在该工站，压紧件和反压件32、36根据图Ic 调准簇束方向。随后，刷毛簇在背侧借助刀具70被切断。切断可以在后面的工站中完成，或者在第一安装压紧件和反压件32、36的工站中完成。随后，刷毛簇16在背侧被固定，例如在热作用下。接着，盖件40被喷注上。成品的刷子被取出并且例如被堆叠起来。没有明确示出该导向件26被送入第一工站。对此要强调的是，代替已一体形成在刷体10上的底座件12，也可以采用板状的底座件，它经过所有的工站，随后它被固定在刷体10上，例如通过包封注塑。在根据图10的实施方式中，上述的装置有略微改动。在这里，一个刷毛簇16从刷毛箱42被取出并且在利用锚固杆(也称为锚固片80)情况下被固定底座件12的优选呈盲孔形式的孔14中。锚固片80压入或切入限定出孔14的壁82中。在图12a_12c中示出用于切断已用刷毛簇16补充完备的刷体的前后相继的多个方法步骤。刷毛簇16或是可以通过锚固片80被固定在底座件12上，或是通过其它方式如 AFT方式或上述方式固定在底座件上。为简单起见，在刷毛簇填塞和固定之后，存在一个由刷毛的自由前端构成的平面A (图12a)。在第一方法步骤中，热的刀具70倾斜地移入移出，用于在一个或多个加工步骤内切断刷毛端头并给刷子提供成型的刷面(图12b)。为了移动金属丝，可采用可自动编程的定位机构，借此使金属丝沿任意可预先编程的轨迹移动。自由的刷毛端头此时容易粘结，至少刷毛簇16的刷毛头。在下一个加工步骤中 (图12c)，采用成型铣刀84，用于进一步细化构造已经用热的刀具70粗略加工的结构并在刷毛上完成最终裁切。成型铣刀84是未被加热的切削刀具。刷毛的大部分最好用热的刀具70来切断，只有少部分通过未被加热的切削刀具来切断。当然，在此实施方式中也可以在底座件12的正面侧设置装置侧的导向件，刷毛簇 16从该导向件中移出足够远，以便在此也能无支承地进行加工和切断。另外，也可以用热的刀具切断单独的刷毛、弹性的异型件82或者喷注上的异型件。在下个加工步骤中，刷毛头还可以根据需要被倒圆或削尖。本发明所采用的金属丝最好具有约0. 2毫米的粗细和2毫米的宽度。
权利要求
1.一种借助装置制造刷子的方法，其中该刷子具有底座件(12)，该底座件构成刷体的至少一部分并且刷毛被固定在该底座件上，其特征是，该方法包括以下步骤尤其以集簇方式将刷毛固定在底座件(1 上；借助被加热的刀具(70)切断刷毛，其中该被加热的刀具(70)接触要被切断的刷毛。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，该被加热的刀具(70)包括被加热的切断刷毛的金属丝。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征是，该金属丝是扁平的金属丝。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征是，该扁平的金属丝相对刷毛倾斜延伸。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征是，该刷毛被插入该底座件(12) 的多个孔(14)中并且随后利用该被加热的刀具(70)被切断。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征是，该刷毛在被固定在底座件 (12)上之前利用该被加热的刀具(70)被切断。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征是，该刷毛在被固定在底座件 (12)上之前在背侧从该底座件中的孔(14)中伸出并且在背侧被切断。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征是，该刀具(70)的刀具形状和温度匹配于刷毛形状，从而尤其是一个刷毛簇(16)的刷毛或者相邻的刷毛簇(16)通过切断而相互熔接。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征是，该底座件(12)在切断时如此取向，被切断的刷毛头(72)在刷毛旁经过掉落。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征是，该刀具与该底座件(1 间隔开并且在切断时无支承体地横向于刷毛移动。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其特征是，用该被加热的刀具(70)被切断的刷毛随后还通过一个未被加热的切断刀具被切断。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征是，通过该被加热的刀具(70)来预切断刷面， 随后利用该未被加热的刀具、尤其是成型铣刀(84)被继续切断，以构成成型的刷面。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，其特征是，刷毛借助锚固板(80)、胶、 熔接或包封注射被固定在该底座件(1 上。
14.一种尤其是利用根据权利要求1至13中任一项所述方法制造刷子的装置，包括用于刷毛簇(16)或刷毛的取出机构G8)；输送刷毛簇(16)或刷毛至构成刷体(10)的至少一部分的底座件(12)的输送机构 (18)；用于切断刷毛的被加热的刀具(70)。
15.根据权利要求14所述的装置，其特征是，还包括固定工站，刷毛在该固定工站尤其以集簇方式被固定在该底座件(1 上。
16.根据权利要求14或15所述的装置，其特征是，该装置具有在制造刷子时被先后经过的多个加工站。
全文摘要
提出一种制造刷子的方法和一种制造刷子的装置，刷毛借助被加热的刀具(70)被切断。
文档编号A46D3/00GK102258267SQ201110092609
公开日2011年11月30日 申请日期2011年4月12日 优先权日2010年4月13日
发明者B·G·保捷利 申请人:Gb保捷利公众有限公司