用于制造刷或者刷毛制品的设备以及刷或者刷毛制品的制造方法与工艺

本发明涉及一种用于制造刷或者刷毛制品的设备以及方法，这些刷或者刷毛制品具有在固定侧的端部上被熔接的刷毛束。

背景技术：
在制造刷或刷毛制品时，在这些刷或刷毛制品中刷毛束应在固定侧的端部上被熔接，固定侧的端部通常被施加加热板，以便将刷毛材料熔化。但在拉回加热板时已熔接的刷毛材料可能粘附在加热板上，这可能在刷或刷毛制品上导致不期望的造型。由EP2078472B1已知一种设备，其中，刷毛束在借助一个热模熔接之后通过另一个压模加载，以便将熔点压平直至冷却并且避免在压模上的粘附。但这是费事的以及因此是昂贵的。如果刷毛束应该通过熔接与另一部件连接，在连接区域中通过压紧变热的和熔接的束到该部件上而产生由已熔化的塑料材料制成的、在侧面扩展的凸起部，这是看起来不美观并且在完成的产品上通常是不被期望的。此外，通过借助金属板熔接刷毛材料常常产生一种不舒服的且也许有害的塑料气味。

技术实现要素：
因此本发明的目的在于，创建一种开头所述类型的设备，在该设备中，避免粘附和/或凸起（Auswülste）并且能结构简单地实现。按照本发明的解决方案在于，设有由石英玻璃、玻璃陶瓷和/或它们的熔合物制成的容纳套，用于形锁合地、至少部分地一方面容纳刷毛束和另一方面容纳沿刷毛纵向方向设置在刷毛束固定侧的端部后面的功能件；设有加载元件，用于对刷毛束和功能件的自由端部进行加载且用于沿刷毛纵向方向给刷毛束和/或功能件加载力；设有设置在容纳套外部的加热装置，用于加热刷毛束和功能件的相互面向的端部且用于熔接刷毛束；以及设有设置在容纳套外部的冷却装置，用于冷却先前熔接的刷毛束。通过透过容纳套输送热量，在容纳套中设置的刷毛束被熔接以及通过与此同时相互压紧刷毛束和功能件，所述两个部件相互连接。通过在容纳套内部至少设置刷毛束和功能件的待相互连接的端部，已熔接的塑料材料不会通过容纳套的与刷毛束的外轮廓相符合的内轮廓向外扩散，从而可靠地避免产生凸起部。通过接着冷却容纳套和位于其中的刷毛束又冷却塑料材料，直至该塑料材料已硬化。通过对容纳套使用石英玻璃、玻璃陶瓷和/或它们的熔合物产生良好的导热性，从而一方面实现加热的热能能够良好并且尽可能无损失地进一步传递到容纳套的内腔中至位于那里的刷毛束和功能件上以及通过冷却装置实现能够良好并且尽可能无损失进入容纳套的内腔中对位于那里的刷毛束和功能件的冷却。此外，石英玻璃具有高的化学耐抗性。此外有利的是，由所提到的材料制成的容纳套具有光滑的、无气孔的表面，在该表面上熔接的塑料材料不会保持粘附。根据容纳套的材料的性质，该容纳套具有中性的或者甚至负的膨胀系数，从而塑料在冷却阶段期间甚至还附加地从容纳套脱开。因此保证刷毛束与固定在其上的功能件的简单的抽取。此外，通过经由石英玻璃、玻璃陶瓷和/或它们的熔合物制成的容纳套加热塑料材料避免在熔接时产生不舒服的塑料气味。功能件特别是可以由塑料、木材或金属制成。在使用塑料时也能够在加热时一起熔接塑料，从而在功能件和刷毛束之间产生特别良好的连接。在此，功能件可以是棒、钻头、压力弹簧或螺纹件。棒可以作为手柄用于笔状的刷毛制品。在刷毛束与钻头连接时，刷毛制品可以被安装到钻机上且例如被用作磨削元件。螺栓作为功能件能实现刷毛制品与单独的刷毛支架的可拆卸的连接。在此，功能件也可以具有加宽的带有六角的螺栓头。在此，为了功能件与刷毛束的连接，容纳套的端面安设到螺栓头的平面侧上。为了使刷毛制品在压力下与表面保持接触，功能件可以是压力弹簧。同样可设想功能件的根据刷毛制品的相应应用的其他的构造形式。为了特别是在不由塑料制成的且本身不被一起熔化的功能件中保证与刷毛束的良好的连接，功能件在面向刷毛束的端部上可以具有侧凹。在此，刷毛束的已熔化的塑料材料流入到侧凹中并且于是在冷却和硬化之后建立与功能件的可靠的连接。按本发明的设备的要求独立保护的另一种实施形式规定，设有由石英玻璃、玻璃陶瓷和/或它们的熔合物制成的加载元件，用于对保持在束容纳板中的刷毛束的刷毛端部进行加载；设有对应止挡元件，用于对自由的、背离加载元件的束端部进行加载，其中，为了给刷毛束加载力，对应止挡元件和/或加载元件能沿刷毛纵向方向定位；以及设有加热装置，用于加热加载元件和/或固定侧的束端部且用于熔接刷毛束；以及设有冷却装置，用于在熔接刷毛束之后冷却加载元件和刷毛束。这样的设备能实现固定侧的刷毛束的熔接，以便然后例如在接着的工作步骤中为了形成刷体能够以塑料材料压力注塑包封该刷毛束。在此，固定侧的束端部能够由加载元件加载，而在加载元件的区域中运行加热装置并且于是由透过加载元件的热能加热和熔接刷毛束。然而也可能的是，直接加热固定侧的束端部并且然后才移近加载元件到已加热和熔接的束端部上并且对其进行加载。通过接着的冷却，对贴靠在加载元件上的束端部进行冷却，直至这些束端部完全凝固。冷却促进在加载元件和已熔接的束端部之间积极的分离性能。通过加载元件的材料特性避免束材料在加载元件上的粘附，这些材料特性如在上述容纳套中所阐述的那样。只存在一个对刷毛束进行加载的元件，这能实现设备简单的机械构造。在此，一种实施形式规定，束容纳板和加载元件相互间隔开距离地设置并且加载元件能靠近束容纳板，以便对已加热的刷毛束进行加载和成型。在此，朝着已加热和熔接的、突出于束容纳板的刷毛束按压加载元件，从而自由的束端部被压平成蘑菇头。另一种实施形式规定，在束容纳板和加载元件之间设有带有用于刷毛束的通孔的载体板；载体板的通孔在其面向加载元件的端部上分别具有一个加宽的锚定空腔；并且用于给刷毛束加载力的对应止挡元件能沿刷毛束的纵向方向定位。利用对应止挡元件将刷毛束朝着加载元件按压，在加载元件的区域中设置有加热装置并且由此熔接固定侧的束端部。在此，已熔接的刷毛材料被按压到锚定空腔中，从而在刷毛束上在固定侧形成由成型的刷毛材料制成的锚定部，这些锚定部将刷毛束保持在载体板中。通过利用冷却装置接着冷却，也在这里支持束端部从加载元件干净地分离。为了避免刷毛束与载体板的熔合，刷毛束的材料应该具有比载体板的材料明确更低的熔点。但也可能的是，使用具有相似的熔点的材料，如果刷毛束与载体板在熔化情况下的连接是所期望的。当带有刷毛束的载体板应被用作牙刷的替换头熔接时，这点可以例如是有意义的。于是不需要其他的工作步骤用来将刷毛束固定在载体板上。通过利用加载元件对载体板进行加载，以已熔接的、成型成锚定部的束端部形成平的外表面。这点能实现带有刷毛束的载体板简单地嵌入到例如替换头牙刷的刷头中。束容纳板或载体板优选可以是用于嵌入到注塑模具的成形开口中的嵌入件。这点能实现刷毛束的简单的进一步加工，其中，束容纳板是一个可再利用的成形件，而载体板为了形成刷体本身被压力注塑包封且因此变成产品刷的部件。载体板也可以具有边缘侧的固定凸肩，利用这些固定凸肩将载体板夹入到刷体的容纳部中。必要时还可以利用超声波或高频方法进行焊接，以便保证刷体和支撑件之间牢固的连接。为了制造具有成型的刷毛区的刷，对应止挡元件可以在其对刷毛束进行加载的侧面上具有成型轮廓。然后在熔接刷毛束的连接侧的端部之前将各个刷毛束带到相应的位置中，从而自由的束端部按照刷毛区的期望的成型轮廓对齐和定位。由此不需要刷毛区的进一步加工、例如通过磨削刷毛束进行进一步加工。通过对加载元件使用石英玻璃、结晶玻璃、玻璃陶瓷和/或其熔合物，避免在冷却之后刷毛材料的粘附。在沿束纵向方向抽回加载元件时可能发生，例如通过粘附力将各个刷毛束沿纵向方向从其在束容纳板中的位置移出。为了可靠地避免这种情况，符合目的的是，加载元件横向于刷毛纵向方向可定位在对刷毛束进行加载的工作位置和相对该工作位置偏置的、释放刷毛束的准备位置之间。通过与束纵向方向成直角地移除加载元件可靠地避免刷毛束的轴向移动。加热装置特别是可以具有红外线热辐射器、热风鼓风机、激光器、高频发送器或热脉冲发送器。在热脉冲发送器中，通过电流加热金属。在使用红外线灯时要注意的是，容纳套或加载元件的石英玻璃、结晶玻璃、玻璃陶瓷和/或所使用的它们的熔合物在相应的红外区域中具有适合的传导性。刷毛材料例如可以是聚酰胺，在制造牙刷时特别可以是聚酰胺6-12、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯或苯乙烯-丙烯腈共聚。刷毛束通常是由大量单丝组合。然而对于技术上的刷也可以使用一个单丝。在该特殊情况下刷毛束由单个的丝制成。刷毛束或其各单丝能在其自由的端部上削尖、倒圆、散开（aufgespleist）、配设有化学添加物或配设有彩色标记。刷毛束或其各单丝可以具有圆形的、椭圆形的、多角形的或星形的轮廓。关于用于制造具有在固定侧的端部上被熔接的刷毛束的刷或刷毛制品的方法，本发明的特征在于，一方面刷毛束且另一方面功能件沿刷毛束的纵向方向相继设置地被插入由石英玻璃、结晶玻璃、玻璃陶瓷和/或它们的熔合物制成的容纳套中；至少在刷毛束和功能件的接触区域中给容纳套输送热能，用于熔接刷毛束；并且与此同时刷毛束和功能件在力作用下...