可弯曲的牙刷头的修剪和修圆加工的设备和方法

专利名称：可弯曲的牙刷头的修剪和修圆加工的设备和方法
技术领域：
本发明涉及一种方法和设备，所述方法和设备将单独的刷毛簇装钉到具有可弹性弯曲的、有角度的牙刷头，然后，修剪刷毛簇到所需长度，或修剪具有多种高度尺寸的刷毛，然后，分别对已装钉的各刷毛簇进行端部修圆操作。本发明的方法和设备改善了常规的刷毛装钉和修剪方法和设备。
特别是，本发明公开的新的设备使可弹性弯曲的、具有角度的牙刷头在装钉设备中，改变结构形状，并且被牢牢夹紧，以致使刷毛簇的开口的纵向轴线的方向基本平行于刷毛轴插入工具的移动方向，并且在牙刷后加工设备的刷毛修剪工位和刷毛端部修圆工位中，使牙刷头变形并且保护夹紧牙刷。因此，借助本发明提供的经过修改的方法和设备，可以将常规的刷毛装钉、修剪和端部修圆的方法和设备用于加工上述牙刷。在许多实例中，使弯曲的牙刷头变形为具有平直结构的牙刷头。接着，进行刷毛簇装钉操作，然后，进行后加工操作。当从夹紧装置中取出牙刷时，牙刷头返回其原始结构状态。
对现有技术的描述经过改进的具有刷毛的、弯曲或有角度的前端结构的牙刷便于进入口腔中普通牙刷难以达到的位置，例如前齿的舌旁表面，后侧臼齿的后面，使更多的刷毛与前齿外表面接触，是现有技术中的普通技术人员公知的。但是，许多常用的牙刷装有刚性的刷毛或刚性的弯曲或呈角度的刷毛表面，其具有固有的缺点，当牙刷刷平的或凹陷的牙齿表面时，弯曲或具有角度的刷毛表面在平的牙齿表面上只有比较少的刷毛接触牙齿。这些极少数的刷毛必须支撑通过手柄施加的刷牙压力，这将导致刷毛过早倾斜。某些牙刷具有“动力顶端”结构，(即细长的刚性安装的顶端刷毛)，以便改善刷毛接触牙齿的效果。这种牙刷公开在国际专利申请WO 94/09678；英国专利GB-304459；美国专利US-1639880，US-4800608；这些公开的技术在本文中作为参考。尽管固定成角度的或弯曲的牙刷头到达难以达到的区域的效果得到了改进，由于具有固定角度的牙刷头刷平牙齿表面存在的缺点，因此，希望提供一种具有角度和弯曲结构的牙刷头，当牙刷受到常规的刷牙压力作用时，牙刷头能够弯曲，而且，能够返回平直位置。
具有固定角度或弯曲结构的牙刷头的牙刷存在一些问题，包括在牙刷的制造过程中产生某些困难，特别是，对于在牙刷头上装钉刷毛簇，和对刷毛簇进行后加工存在困难和问题。该常规的刷毛装钉设备中具有两条加工轴线，但是，牙刷头的具有角度的或弯曲的部分不能对准刷毛装钉工具的操作区域。因此，在装钉操作中，必须转动牙刷，使其进入新的位置，以便使牙刷头的刷毛接收面进入正确位置。在此位置，刷毛簇插入工具可以将刷毛插入牙刷头内。在现在的牙刷加工设备中，因为牙刷和刷毛簇装钉工具可以旋转，因而可以使装钉刷毛簇的牙刷头进入刷毛接收表面的非平直位置，但是这种设备价格昂贵。而且众所周知，利用具有倾斜角度的刷毛装钉销，沿着直线进行插入操作，并且由柔性的金属薄片制造刷毛驱动器，刷毛随着刷毛插入孔的方向稍微弯曲，从而，常规的刷毛簇插入驱动器能够以有限的倾斜角度将刷毛簇插入有一定角度的刷毛孔，一般倾斜角度为6度或更小。尽管如此，专业人员希望能够将刷毛簇装钉到具有角度或弯曲结构的牙刷头上，并且根据需要的一种刷毛长度，或不同的刷毛长度，修剪经过装钉的刷毛，在这种情况下，刷毛具有多种高度尺寸，然后对刷毛的自由端部进行修圆加工，而这仅仅需要修改常规的刷毛装钉和刷毛修剪设备和方法。
这种牙刷包括具有连在一起的铰接连接部分的牙刷头，由铰接部分形成多种结构，例如现有技术中已知的。
例如，国际专利申请WO 92/17093，其中公开的内容在本文中作为参考，其中公开的牙刷头由一个或多个形成铰接件的凹槽分开，所述凹槽被设置在与刷毛支撑侧面相对的一侧，分成至少两个部分，牙刷头的这两个部分能够弯曲，并且具有弹性，相互连接，和/或连接牙刷手柄。但是，这种牙刷头具有平直的结构。
在国际专利申请WO 96/02165中，公开的牙刷具有弹性和可弯曲的牙刷头，其中部分实施例与国际专利申请WO 92/17093中公开的内容相类似。在一个实施例中，具有在非应力作用位置弯曲的牙刷头，并且由牙刷手柄材料的弹性体覆盖物的薄的延伸部分形成。但是，该专利申请的说明书中仅仅描述了“刷毛的切断和端部修圆加工操作可以采用现有技术中公知的普通方法”。没有给出专门的说明。而且，在其他实施例中公开的牙刷具有平直结构的牙刷头。在国际专利申请WO 97/07707中，其中公开的内容在本文中作为参考，其中公开的牙刷的牙刷头的柔性主要集中在刷头前端。这种牙刷头在牙刷的前端具有角度。在该文件公开的内容中，包括通过注塑模制成型的刚性塑料基体，其中刷毛支承面基本上处于平直状态，牙刷头的前端部分基本上弯曲到需要的相对于基体部分的角度。随后在牙刷头两部分之间的连接区域注射弹性材料，该文件中简单的提示是“……借助常规的加工方法插入刷毛……”。而且，没有公开有关对于可弯曲的牙刷头进行刷毛簇装钉、刷毛修剪和刷毛端部修圆的特殊方法和装置，其中所述的牙刷头至少有一部分相对于牙刷头的平衡位置具有一定角度。
在本发明申请的，美国的系列专利申请NO 08/762783中，公开的内容在本文中作为参考，其中公开的牙刷具有可弹性弯曲的、具有角度的牙刷头。但是，没有专门说明有关刷毛装钉、修剪和刷毛端部修圆加工操作过程。
在欧洲专利EP-0078569和美国专利US-5165761中，公开的内容在本文中作为参考，其中各文件中公开了有关对于具有多种高度尺寸的刷毛进行端部修圆加工的内容。但是，其中所述的刷毛支撑面具有平直结构。
具有角度和可弯曲的牙刷头不能很好地与常规的装钉刷毛和后加工设备中的夹紧装置相互配合。在普通的夹紧装置中，具有角度的或弯曲结构的牙刷头可能从夹紧装置中滑出，或者在牙刷头具有分开部分的情况下，牙刷头向内折叠弯曲。
发明目的本发明的目的是提供一种设备和方法，以便将刷毛簇固定到可弹性弯曲的牙刷头的牙刷上，所述牙刷头选自一组具有角度的牙刷头，弯曲的牙刷头，有分段部分的牙刷头，其中具有连接相邻的牙刷头的分段部分的连接件，或者是上述牙刷头的结合形式，然后，在常规刷毛装钉和后加工(刷毛修剪和端部修圆)设备中，根据需要的刷毛长度，修剪刷毛，接着对刷毛的端部进行修圆加工。
发明概述为了达到本发明的目的，在本发明提供的设备和方法中，固定具有分开部分的可弹性弯曲的牙刷头，或者使具有柔性、角度和可弯曲的牙刷头变形，然后在常规的刷毛装钉和后加工设备中，使牙刷头变形进入一定的形状位置，并且予以固定，以便采用常规的刷毛插入工具、刷毛修剪装置(包括转动式切断装置)、和刷毛端部修圆装置(包括仿形磨削器)。所述夹紧装置包括在刷毛装钉设备中，夹紧牙刷头部的辅助接触配合装置，在后加工设备中，在夹紧装置上，夹紧牙刷头的支撑装置，其中支撑装置与常规的夹紧和固定装置相联系，防止牙刷头弯曲，并且夹紧固定牙刷头。在刷毛修剪和端部修圆操作过程中，至少牙刷头处于平直结构位置。在刷毛装钉装置中，牙刷头的辅助接触配合装置一般处于固定状态。在后加工设备中，上述辅助接触配合装置也可以处于固定状态。但是，如下面所述，在后加工设备中，牙刷头的支撑装置能够如同活塞一样运动，使具有凹陷结构轮廓的牙刷头变形为平直结构轮廓，或者牙刷头的支撑装置继续移动，使牙刷头具有突出的结构。这种附加运动的结果使刷毛的顶端以这种方式被切割，即，改变刷毛的修剪形状。尽管，在加工中采用了常规的切断装置、端部修圆装置，这些常规的装置基本上沿着直线和水平方向摆动，这些常规的装置能够很好的加工具有平直结构的牙刷头上的刷毛。通过使用本发明，可以改变刷毛的修剪形状。
附图的简要说明

图1是俯视图，其表示常规的刷毛簇装钉设备中采用的牙刷夹紧器，以及在装钉刷毛之前的多部件、可弹性弯曲的、无刷毛簇的、具有角度的牙刷头，图中还表示了可变化的结构，以便与牙刷头的自由前端固定配合。
图1A是图1所示，在插入牙刷基体之前，牙刷夹紧器的俯视图。
图2是图1和图1A所示牙刷夹紧器的放大的立体图，其表示另一种常规的刷毛簇装钉设备的结构，其中装有具有角度的、可弹性弯曲的牙刷头，其中牙刷头处于平直状态，并且被牢牢固定定位，在这种结构中，将U形刷毛簇插入刷毛簇开口中。
图3是牙刷夹紧器和多部件、可弹性弯曲的、无刷毛簇的、具有角度的牙刷头的俯视图，其类似于图1，表示在进行刷毛装钉操作之前的状态，但是，其中采用了第二组夹紧器，以便与牙刷头的自由前端相配合。
图4是用于完成加工设备中的一种通用夹紧器的俯视图，其由一个或多个刷毛修剪工位组成，在刷毛修剪工位中，根据需要的刷毛长度修剪刷毛簇，并且具有一个或多个端部修圆工位。
图5是图4所示通用夹紧器的侧视图，其中表示装有刷毛簇的牙刷具有多部件的、可弹性弯曲的、有角度的牙刷头，将牙刷头插入夹紧器中。
图6是图5所示通用夹紧器的侧视图，其中采用固定牙刷头的支撑元件，使得装有刷毛簇的牙刷头处于平直状态，并且牢牢固定，以便采用常规的切断设备，根据需要的刷毛长度，修剪或切断刷毛，接着修圆刷毛的顶端。
图7是后加工设备的局部侧视图，其中装有图4，5和6所示的单独的通用夹紧器，其中装有刷毛簇的牙刷具有角度的、可弹性变形的牙刷头处于平直状态，并且被输送到切断装置(未图示)，然后被输送到刷毛端部修圆工位(未图示)。
图8是类似于图6所示的通用夹紧器的侧视图，但是其中设有可移动的牙刷头支撑元件，以便在平直和突出结构状态下，有助于固定牙刷头，以便通过常规的切断设备，根据需要的刷毛长度修剪和切断牙刷头各部分的刷毛，接着对刷毛顶端进行修圆加工。
图9是图8所示修剪工位的侧视图，图中表示插入夹紧器的牙刷头具有可弯曲的带有角度的部分。
图10是图9所示通用夹紧器的侧视图，图中表示可移动的牙刷头支撑元件被升起，从而在牙刷头的部分之间形成凸起结构，以便采用常规的切断装置，例如转动式切断装置，沿着一般的直线往复移动，根据需要的刷毛长度切断刷毛，接着采用常规的端部修圆设备，例如仿形磨削器，对刷毛端部进行修圆加工。
图11是一种刷毛结构的侧视图，通过采用图10所示的设备，进行切断和端部修圆加工步骤获得这种刷毛结构。
图12是第二种刷毛结构的侧视图，通过采用图10所示的设备，进行切断和端部修圆加工步骤获得这种刷毛结构。
图13是第三种刷毛结构的侧视图，通过采用图10所示的设备，进行切断和端部修圆加工步骤获得这种刷毛结构。
对本发明优选实施例的详细描述本发明公开了一种将刷毛簇固定到牙刷上的方法和设备，所述牙刷具有可弹性弯曲的牙刷头。然后，在常规的刷毛装钉和后加工设备中，根据需要的刷毛长度修剪刷毛，然后再修圆刷毛的自由端部。可以理解，“可弯曲的牙刷头”结构包括分为几个部分的牙刷头，由连接件将相邻的牙刷头部分连接在一起，无论在平直或非平直状态下，具有角度或弯曲的、柔性的牙刷头部分相互结合在一起。接着，本文中所述的具有角度的牙刷头应当被解释为包括可弯曲的、具有柔性的牙刷头。此外，在各种情况下，无论是停止刷牙或者从夹紧器中取出牙刷，可弯曲的牙刷头因为具有弹性将返回其原始结构。因此，可以理解，本发明中公开的方法和设备涉及各种类型的可弯曲的牙刷头。
下面参照图1，图中表示了用于常规的刷毛簇装钉设备中的牙刷夹紧器8的简化的俯视图。图中描绘了两部件的、可弹性弯曲的、具有角度的、未装钉刷毛簇的牙刷头和牙刷手柄10的局部，下面准备进行刷毛簇插入操作。通过牙刷手柄供给装置，将牙刷手柄输送到刷毛簇装钉装置，由于刷毛簇装钉装置属于常规设备，并且于本发明无关，因此，在附图中未描绘刷毛簇装钉装置。但是，供给装置包括，当牙刷头插入夹紧器8时，使牙刷头转变为需要结构的装置，这种夹紧器将在下面予以详细描述。
牙刷包括手柄部分12(未完全图示)，所述牙刷手柄12连接牙刷头的后部分14和牙刷头的自由前端部分16，所述牙刷头的后部分14和前端部分16通过薄的桥接件(未图示)可弯曲并且弹性相互连接，所述桥接件被设置在弹性材料18的下方。所述桥接件在牙刷头的分开部分之间形成凹槽。可以理解，在牙刷头上可以设置一个或多个凹槽，所述凹槽可以是直线形或非直线形的，设置方向相对于牙刷头的纵向轴线方向呈横向，并且与牙刷头的上表面或下表面平齐，或设置在牙刷头的上表面和下表面之间。在此实施例中，弹性材料18连续围绕牙刷头前部分16的下表面的周边边缘部分18c。但是，牙刷的具体结构方面超出了本发明的范围，而且，其不是实施本发明所必需的特征。但是，牙刷头在铰接部分18处可弯曲。在经过完全加工的牙刷中，即，经过刷毛簇装钉，修剪和端部修圆加工，所述牙刷头部分相互之间最好具有大约15度夹角，但是显而易见，上述角度可以根据制造牙刷的商家的要求或大和或小。采用本文中公开的方法和设备制造的牙刷头结构被记载在与本申请同时递交的申请中，代理人登记号为IR5998。显而易见，包括本发明制造的牙刷头的牙刷可以用于可拆开牙刷头式手用牙刷、电动和电池驱动的牙刷，在这种情况下，上述牙刷头杆部分对于所述的牙刷手柄都是等同的。
通常，手柄12、牙刷头部分14和16、桥接件30由塑料和树脂模制成型，例如，采用聚丙烯制成，另外，也可以采用一定级别的尼龙聚合物。优选的聚丙烯树脂包括产品Huntsman General Purpose HomoplymerNO.5520和Hostalen Polypropylene PPR 1042 Copolyme。由热塑性弹性材料形成弹性体部分18-18e。所述热塑性弹性材料可以是热塑性的硫化橡胶(TPV)，其是由聚丙烯和商品名为Santoprene或商品名为Vyram的乙烯丙烯二烯单体(EPDM)构成的混合物。另一种硫化橡胶(TPV)由聚丙烯和天然橡胶构成，商品名为Santoprene或Vyram的材料是由AdvancedElastomer Systems销售的弹性材料。优选的弹性材料包括Kraton，由Shell出售的商品名为SBC的苯乙烯嵌段共聚物，和商品名为Dynaflex G 2706的产品，以及由GLS公司出售的热塑性弹性材料和商品名为Kraton的聚合物材料。
牙刷固定板26借助切除区域28与牙刷头的自由的顶端相互配合，这属于常规技术特征。通过磨削固定板26与牙刷头的顶端的接触壁使之具有5度夹角，在常规的刷毛簇装钉装置中形成切除区域28，由此导致牙刷头具有大约0.015英寸的悬空长度。借助常规的夹紧装置，例如，利用转轴和可转动的夹紧器22和24，使牙刷头在平衡位置被夹紧定位，在附图中实线表示夹紧位置，而虚线表示打开位置，以便允许插入新的牙刷，或者取出装钉好刷毛簇的牙刷。但是，这个两个夹紧装置不能有效保证夹紧器夹紧可弯曲的、由多个部分组成的、具有角度的牙刷头端部。在这种情况下，具有角度的牙刷头顶端有可能从变形或平直位置返回其具有角度的状态。因此，在本发明中的固定板26被修改为包括辅助夹紧装置，其由顶端接触凸缘30形成。因此，辅助夹紧装置大大增加了切除区域28的有效悬空长度，其长度最好大约为0.025～0.065英寸，所述接触凸缘30与可转动的夹紧器22和24，以及下面所述的支撑板可以有效保证变形的牙刷头被夹紧，防止产生牙刷头返回其具有角度的弯曲位置的可能性。在设有弹性铰接件的牙刷头中，上述牙刷头返回其具有角度的弯曲位置的可能性增加。
如图2所示，采用常规的刷毛簇插入工具，装钉牙刷头是非常重要的，通过使用金属U型钉和固定件，在所述U型刷毛的弯曲部分，由刷毛簇插入工具在各刷毛簇开口中，分别插入多个U型刷毛，增加辅助装置，保证弯曲的具有角度的牙刷头端部处于变形状态，而不干涉刷毛簇插入工具的操作是很困难的。但是，辅助夹紧装置30可以达到这个目的。
将牙刷放置在轮廓相符的支撑板23上，在图1中只能看到支撑板23的端部23a和23b，但是在图1A中可以清楚地看到支撑板23。支撑板23具有一定形状，其与要被装钉刷毛簇的各特定牙刷的背面相配合，其中设有支座，以便夹紧装置夹紧具有角度的牙刷头部分，或者夹紧具有多个部分的牙刷头的各部分。在此位置，刷毛簇的开口基本上平行于刷毛簇插入工具的移动方向，并且防止牙刷头弯曲而返回其初始的凹陷轮廓的可能性，如图5和图9清楚所示。此外，所述轮廓相符的支撑板23有助于防止在各牙刷头的铰接处产生弯曲，避免其返回前面所述的初始凹陷的轮廓形状。轮廓相符的支撑板和可转动的夹紧器相互结合，有助于使最初呈凹陷轮廓形状的牙刷头在轮廓相符的支撑板上保持需要的平直状态。转动的夹紧器22、24属于常规知识，其具有斜角结构，或者夹紧器22、24设有螺旋形轮廓，以便有助于朝着支撑板23的方向夹紧牙刷。
在图2中可以清楚看到图1和1A中所示的牙刷夹紧器8，将牙刷夹紧器8安装在刷毛簇装钉设备31中，其中可弹性弯曲的牙刷头变形进入平直轮廓状态，并且，在这种状态下，被牢牢夹紧定位，以便接收U形刷毛簇和相应的固定件(未图示)。一般，可以理解，在用于生产商品的设备中，在牙刷中模制整体的刷毛孔。如图2所示，U形刷毛簇和相应的固定件(未图示)被插入处于平直状态的、并且被夹紧的牙刷头中。如同常规技术一样，借助抓取装置(未图示)，朝向刷毛簇插入工具输送刷毛簇，通过无端的环形金属丝圈(未图示)供给金属U形钉和固定件，并且将其输送到刷毛簇插入工具，在此处，金属丝被成型为适当的具有合适尺寸的U形钉，所述U形钉被送入U形刷毛簇32的弯曲部分，然后被装钉在牙刷头的刷毛簇孔中。可以设置刷毛转向器33，以便保证未受限制的刷毛进入各刷毛簇孔中。刷毛簇插入工具31沿箭头方向往复移动，并且从图中可以看到，牙刷头被固定夹紧定位，牙刷头的刷毛簇开口与刷毛簇插入工具的移动方向对准。
装钉刷毛的技术是现有技术中已公知的，并且其中使用的设备与本发明中使用的相同，其中包括将U形钉输送进入刷毛簇开口，参见美国专利US-532735；US-1936743；US-2084345；US-5590438；以及本发明的同一受让人于1996年8月2日申请的08/692818，上述文件中记载的内容在本文中作为参考。
在图3所示的简化的俯视图中，描绘了在刷毛簇固定之前，牙刷夹紧器和具有多部件的、可弹性弯曲的、具有角度的牙刷头，其类似于图1，但是利用了第二组夹紧器36、38代替凸缘30，作为辅助夹紧装置，以便保证夹紧具有角度的、可弹性弯曲的牙刷头的前端部，并且在装钉刷毛簇的操作过程中，保持牙刷头部分处于平直位置。
因此，本专业的普通人员可以清楚地知道，本发明的经过改善的装钉刷毛簇的方法和设备，可以用于在其他常规的刷毛簇装钉设备中，装钉具有角度的、可弹性弯曲牙刷头的牙刷，提供夹紧固定装置，在牙刷头的三个区域进行夹紧固定。第一区域位于牙刷头的后部，借助可转动的夹紧器22、24使牙刷头夹紧定位；第二区域位于牙刷头的前端部分，在一个实施例中，借助前端的凸缘30通过切除区域28，以及在第二实施例中，利用可转动的夹紧器36和38，使牙刷头固定定位；第三区域位于牙刷头的后背部分，借助轮廓相符的支撑板23使牙刷头夹紧定位。这些夹紧固定点保证使牙刷头夹紧定位，在刷毛装钉过程中，防止在牙刷头铰接连接处产生弯曲。
本专业的普通技术人员可以理解，一般利用刷毛簇装钉设备的商业用生产设备具有设置在转动式输送机上的多个夹紧器，以便对于由夹紧器保持的牙刷，进行连续装钉刷毛簇的操作。但是，这不是必须的技术特征，因为目前的装钉刷毛簇的设备可以被设置在多个刷毛插入工位。
在图4所示的简化的俯视图中，描绘了一种安装在图7所示的后加工设备中的通用夹紧器39。在图7所示的后加工设备中，包括设有通用夹紧器的循环输送链，其从刷毛簇装钉设备将装钉有刷毛簇的牙刷输送到刷毛切断或修剪工位，在此工位，根据需要的刷毛长度修剪装钉的刷毛。然后，进入端部修圆工位，在此工位，借助通用的夹紧器39夹紧牙刷，修圆刷毛的自由端部。各通用的夹紧器39包括滑动元件48，其可以沿着箭头方向移动，以便容纳不同尺寸的牙刷头。借助常规的牙刷头配合装置40，夹紧牙刷的自由前端，所述牙刷头配合装置40包括切除区域42，这一特征与常规技术相同，切除区域42与牙刷头的顶端相配合。牙刷(未图示)延伸穿过常规的转动夹紧器或转轴44、46，在附图中，虚线表示开启位置，实现表示封闭位置。螺钉52、54使固定板夹紧定位。由于可转动夹紧器或转轴44、46具有“夹紧”的圆柱形结构，如图5和图9清楚所示，其中夹紧器44、46转动轴进入封闭位置，他们驱动牙刷头稳定进入与牙刷头配合装置40和切除区域42相互接合的位置。
当可转动的夹紧器44、46进入封闭位置，为了防止可弹性弯曲牙刷头沿着其铰接位置处弯曲，设置了牙刷头支撑装置50，如图5清楚所示，其中表示了图4所示通用夹紧器的简化的侧视图。可以理解，通用的夹紧器是常规的后加工设备的一部分。如图5所示，将装钉了刷毛簇的、具有多部件的、可弹性弯曲的、具有角度的牙刷头的牙刷10放入通用的夹紧器39。装置50可以由塑料或其他刚性材料制成，并且其可以是固定元件。根据要被修剪加工的牙刷，可以确定选择材料。如果牙刷头中包括围绕牙刷头的弹性缓冲件，可以选择塑料材料，以免损伤或划伤牙刷头的弹性覆盖层。装置50必须具有这种结构，即，装置50的高度足够高成为牙刷头的第四个夹紧固定点，从而防止牙刷头在切断装置和端部修圆装置施加的作用力影响下产生弯曲。可以清楚地知道，可转动的夹紧器44和46提供两个夹紧固定点，区域40和42协同作用，提供第三夹紧固定点。显而易见，本专业的普通技术人员可以明白，如果牙刷头具有多个铰接区域，如国际专利申请WO 92/17093和WO 96/02165所述，利用本发明的方法和设备装钉刷毛簇和修剪刷毛，装置50可以被加大，足以支撑牙刷头部的各铰接件，或者设置多个装置50支撑牙刷头的铰接件。因此，可以得知，当使用常规的后加工设备时，通过在常规的通用夹紧器39中，可以增加牙刷头的支撑装置50。其他类型的常规的后加工设备可以被用于修剪和修圆具有角度的可弹性弯曲的牙刷头上的刷毛端部。按照这种方式，可以由机器制造商制造新的设备，或者对于已有设备进行更新，使其形成能够生产出这种牙刷的设备。
图6提供了图5所示通用夹紧器39的侧视图，其中使装钉有刷毛簇的牙刷头变形成为平直结构，并且在此位置固定，在此位置具有固定的牙刷头支撑元件50的协助，并且借助可转动的夹紧器44、46(未图示)和牙刷头配合装置40固定夹紧牙刷头，所述牙刷头配合装置40包括切除区域42，由此采用常规的切断设备，可以根据需要的刷毛长度，修剪或切断刷毛。然后，修圆刷毛的顶端。
图7是后加工设备部分的简化的侧视图，其中包括一系列如图4、5和6所示类型的通用的夹紧器39。如图中所示，从标号56所示处供给装钉有刷毛簇的牙刷10，采用常规的设备从装钉刷毛的设备中取出装钉好刷毛的牙刷，将这些牙刷输送到通用夹紧器中。使具有角度的、可弯曲的、装钉有刷毛簇的牙刷头的牙刷10在通用的夹紧器39中，处于平直位置，沿着箭头所示方向进行输送，到达常规的切断工具(未图示)所在的位置，所述切断工具在图7中处于下方，如图中壳体58所示。因为切断工具属于常规技术，并且被广泛使用，其详细内容不是实现本发明所必需的。同样，通过通用的夹紧器39从切断工位输送牙刷，将牙刷沿着箭头方向进行输送，直到牙刷进入端部修圆工位，根据同样道理，没有图示刷毛修圆设备。
图8是类似于图6所示的通用夹紧器39的侧视图，但是其中设有可移动的牙刷头支撑元件51，当支撑元件51处于较低位置时，将牙刷头牢固固定在平直状态，或者当支撑元件51上升时，使牙刷头弯曲进入突出结构位置，由此通过常规的切断设备，根据需要的刷毛长度，修剪或切断牙刷头各部分的刷毛。当牙刷头处于平直状态位置时，切断装置将以平直结构形式修剪刷毛，如图13所示。如果需要，采用欧洲专利EP 0 078569所示相同的技术，在牙刷头上装钉成排的刷毛，其中一些刷毛高于另一些刷毛，如本发明中的图12所示。采用这种设备与实现本发明的特征无关，但是其中依据的技术特征与上述专利EP 0 078 569所述相同。
图9是图8所示通用夹紧器39的侧视图，其中表示插入具有分开部分的、可弹性弯曲的、具有角度的牙刷头部分16，并且具有铰接件18。在初始位置，牙刷的结构有实线表示。但是，借助与旋转夹紧器44和46相关联的供给装置(未图示)，在受力状态下，使牙刷进入平直结构位置，在图中由虚线所示，所述旋转夹紧器44和46转动进入封闭位置，牙刷头的配合装置40和切除区域42以及通过可移动的牙刷头支撑元件51支撑的铰接区域18支撑牙刷部分，由升高的虚线位置表示。
图10是图9所示通用夹紧器39的侧视图，其中表示可移动的牙刷头支撑元件51被升高，在牙刷头部分14和16之间形成凸出结构，使常规的切断工具沿着直线方向往复移动，按照需要的刷毛长度切割刷毛。按照常规，切断工具由一系列可转动的刀片组成，转动刀片与壳体中的固定刀片相交，所述转动刀片前后沿水平方向往复移动。随着牙刷头通过各切断装置，牙刷头沿直线移动，如同图中所示，切断装置沿直线往复移动。因此，通过使用本发明，在常规的后加工设备上，可以修剪和修圆具有角度的、可弯曲的牙刷头上的刷毛端部。此外，可以进行多种结构形式的刷毛修剪，而不仅仅限于平直形式的刷毛修剪。如图中所示，进行刷毛修剪时，在牙刷头部分16的刷毛顶端，与牙刷头部分14的刷毛顶端处于同一平面。因此，可以向切断工具提供具有突出结构的牙刷头，在各切断工位中，经过最终修剪的刷毛具有图11所示的截面。
虽然，切断工具基本上沿着直线方向，即，水平方向往复移动。因为刷毛顶端的表面最初为凹陷表面，如图9所示，在图10中形成凸出的角度，在完成的牙刷头部分14和16中，刷毛从铰接区域18向牙刷头各部分的端部，刷毛从短逐渐增长。图12表示另一种可能的刷毛结构。同时，图13表示牙刷具有平直的经过修剪的刷毛。
因此，本专业的普通技术人员可以看到，本发明经过改善的方法和设备涉及刷毛修剪和端部修圆操作，在其他类型的常规的后加工设备中，提供本发明的固定夹紧装置，可以修剪和修圆固定到可弹性弯曲的牙刷头上的刷毛。在刷毛装钉操作过程中，采用本发明的经过改善的牙刷夹紧装置，在牙刷头的三个区域进行夹紧操作。第一区域是牙刷头的后部，由可以转动的夹紧器44和46夹紧定位；第二区域是牙刷头的前部分，通过牙刷头的接触配合装置40，使牙刷头夹紧定位，所述接触配合装置40包括切除区域42；第三区域是牙刷头的背后部分，在此处，牙刷头设有铰接件，借助间隔装置，例如装置50和51使牙刷头夹紧定位。这些夹紧定位点，保证使牙刷头夹紧定位，并且，在进行刷毛修剪和端部修圆加工过程中，防止在牙刷头的铰接件连接处产生弯曲。
上面描述了本发明的特殊实施例，显而易见，本专业的普通技术人员可以理解，本发明不限于上述优选的实施例，那些不脱离本发明范围和构思的经过修改和变化的形式都包括在本发明的权利要求书中。
权利要求
1.一种夹紧设备，在常规的刷毛簇装钉设备中，所述刷毛簇装钉设备包括刷毛簇插入工具，所述刷毛簇插入工具沿限定的移动方向往复运动，亦可将刷毛簇装钉在牙刷头上，在未装钉刷毛的牙刷上包括手柄和连接在手柄上的可弹性弯曲的牙刷头，所述可弯曲的牙刷头选自一组具有角度的牙刷头，弯曲的牙刷头，有分开部分的牙刷头，其中具有连接相邻的牙刷头的分开部分的连接件，或者是上述牙刷头的结合形式，所述牙刷头具有前部分，其包括自由前端，牙刷头的后端部分与牙刷手柄相邻，还包括牙刷头的上表面，和支撑刷毛的下表面，所说夹紧设备包括以一定结构形状夹紧固定牙刷头的装置，其中牙刷头的刷毛接收孔基本上平行于刷毛簇装钉工具运动的方向，当插入刷毛时，防止所述牙刷头产生弯曲，所述夹紧设备包括(A)牙刷夹紧板，其具有第一装置，以便可释放地接触配合牙刷的自由端的顶端；(B)可转动的夹紧器，可释放地接触配合牙刷头最靠近牙刷手柄的部分；(C)支撑板具有稳定地作为牙刷头上表面的支座的结构；(D)辅助装置可释放地接触配合牙刷头的自由端部分。
2.按照权利要求1所述的夹紧设备，其特征是在所述牙刷夹紧板上的第一装置是切除区域，其可释放地于牙刷头的自由端部分的前端接触配合。
3.按照权利要求1所述的夹紧设备，其特征是所述辅助装置是可转动夹紧装置，其可释放地与牙刷头最靠近牙刷自由端的部分接触配合。
4.按照权利要求1所述的夹紧设备，其特征是辅助装置由具有伸出长度的悬空的凸缘形成，所述辅助装置具有可释放地与牙刷自由前端部分接触配合的结构。
5.按照权利要求4所述得夹紧设备，其特征是所述辅助装置由牙刷夹紧板上的所述第一装置的切除区域的延伸部分形成。
6.一种用于修剪和端部修圆加工的夹紧设备，其安装在常规的后加工设备中，所述后加工设备包括至少一个切断工具和至少一个端部修圆装置，刷毛被固定在牙刷的牙刷头上，所述牙刷包括手柄和与手柄连接的可弹性弯曲的牙刷头，所述可弯曲的牙刷头选自一组具有角度的牙刷头，弯曲的牙刷头，有分开部分的牙刷头，其中具有借助连接件连接相邻的牙刷头的分开部分，或者是上述牙刷头的结合形式，所述牙刷头具有上表面和支撑刷毛的下表面，所述夹紧设备包括至少在平直结构状态下保证夹紧固定可弯曲的牙刷头的装置，以便当刷毛簇被修剪和切割成为需要的长度时，当刷毛的自由端进行修圆加工时，防止牙刷头弯曲，夹紧设备包括(A)牙刷头的接触配合装置，其能够接收多种尺寸的牙刷头，所述配合装置包括第一装置，以便可释放地接触配合牙刷的自由端的前端；(B)可转动的夹紧器可释放地接触配合牙刷头最靠近牙刷手柄的部分；(C)具有足够高度的间隔装置支撑着牙刷头的上表面，以便保持牙刷头至少处于平直位置。
7.按照权利要求6所述的夹紧设备，其特征是所述间隔装置由固定的块状物形成，所述块状物的结构支撑牙刷头的上表面。
8.按照权利要求6所述的夹紧设备，其特征是所述间隔装置由可移动的块状物形成，当迫使可弯曲的牙刷头朝向一个方向弯曲时，所述可移动的块状物结构保持支撑牙刷头的上表面，因此，已经装订的刷毛朝向至少一个切断工具和至少一个端部修圆装置暴露一定角度，通过至少一个切断工具和至少一个端部修圆装置后，使暴露的刷毛形成新的角度。
9.按照权利要求6所述的夹紧设备，其特征是第一装置由切除区域形成，其可释放地与牙刷头的自由端的前端接触配合。
10.按照权利要求6所述的夹紧设备，其特征是夹紧所述牙刷头，并且输送被夹紧的牙刷到达所述至少一个切断工具，然后将被夹紧的牙刷输送到达至少一个端部修圆装置。
11.一种夹紧可弹性弯曲的未装钉刷毛的牙刷头的方法，所述牙刷头包括多个刷毛簇接收孔，在按常规的装钉刷毛的设备中，具有刷毛簇插入工具，所述刷毛插入工具沿着指定的方向往复移动，以便将刷毛簇固定到牙刷头上，所述牙刷头包括手柄和连接手柄的可弯曲的牙刷头，所述可弯曲的牙刷头选自一组具有角度的牙刷头，弯曲的牙刷头，有分开部分的牙刷头，其中具有连接相邻的牙刷头的分开部分的连接件，或者是上述牙刷头的结合形式，所述牙刷头具有前部分，其包括自由前端，牙刷头的后端部分与牙刷手柄相邻，还包括牙刷头的上表面，和支撑刷毛的下表面，所说夹紧设备包括以一定结构形状夹紧固定牙刷头的装置，其中牙刷头的刷毛接收孔基本上平行于刷毛簇插入工具运动的方向，当插入刷毛时，防止所述牙刷头产生弯曲，所述方法包括(A)输送牙刷至夹紧装置，并且使可弯曲的牙刷头变形，直到可弯曲的牙刷头具有这种结构，即，刷毛接收孔的位置基本上平行于刷毛簇插入工具的移动方向；(B)输送牙刷头的自由端中的前端与牙刷夹紧板相靠，所述牙刷夹紧板具有切除区域和辅助夹紧装置；(C)在支撑板上稳定支撑所述牙刷头的上表面；(D)利用可转动式夹紧装置，使其接触配合所述牙刷头的最靠近牙刷手柄的部分，直到牙刷头不能运动，因此使所述刷毛接收孔的位置基本上平行于刷毛簇插入工具的移动方向，由此，所述装钉刷毛操作可以开始进行。
12.按照权利要求11所述的方法，其特征是所述辅助夹紧装置由悬空的凸缘或接触点结构形成，以便可释放地与牙刷的自由前端接触配合。
13.按照权利要求11所述的方法，其特征是所述辅助夹紧装置由可转动的夹紧装置组成，以便可释放地与牙刷头的最靠近牙刷自由端部的部分接触配合。
14.一种夹紧牙刷中牙刷头的方法，所述牙刷包括手柄和可弹性弯曲的牙刷头，所述牙刷头包括多个刷毛簇，牙刷头具有上表面和支撑刷毛的下表面，所述可弯曲的牙刷头选自一组具有角度的牙刷头，弯曲的牙刷头，有分开部分的牙刷头，其中具有连接相邻的牙刷头的分开部分的连接件，或者是上述牙刷头的结合形式，在常规的后加工设备中，为了进行端部修剪和修圆加工，在所述后加工设备中包括至少一个切断工具和至少一个端部修圆装置，所述夹紧设备包括至少在平直状态下保证固定所述可弯曲牙刷头的装置，由此，根据需要的刷毛长度，修剪和切断刷毛簇和修圆刷毛端部的同时，防止可弯曲的牙刷头在连接处产生弯曲，所述方法包括下列步骤(A)将所述牙刷头的自由端的前端与牙刷头的配合装置相靠，所述牙刷头的配合装置能够接收多种尺寸的牙刷头；(B)使牙刷头变形，直到所述可弯曲的牙刷头至少进入平直结构状态；(C)采用具有足够高度的间隔装置支撑所述可弯曲的牙刷头的上表面，使得所述可弯曲的牙刷头至少保持在平直位置状态；(D)使所述可弯曲的牙刷头最靠近牙刷手柄的部分与可转动的夹紧装置接触配合，直到处于平直位置状态的牙刷头不能运动，由此可以开始进行刷毛修剪加工操作，接着进行刷毛端部修圆加工操作。
15.按照权利要求14所述的方法，其特征是所述间隔装置由固定的块状物形成，所述块状物的结构支撑所述牙刷头的上表面。
16.按照权利要求14所述的方法，其特征是所述间隔装置由可移动的块状物形成，所述块状物的结构迫使可弯曲的牙刷头朝向一个方向弯曲，并且超过刷毛朝向至少一个切断工具和至少一个端部修圆装置暴露的原始角度，并且块状物保持支撑所述牙刷头的上表面，由此改变刷毛朝向至少一个切断工具和至少一个端部修圆装置暴露的角度。
17.按照权利要求14所述的方法，其特征是所述牙刷头的接触配合装置由切除区域形成，以便接触配合装置与牙刷头的自由端的前端可释放地接触配合。
18.按照权利要求14所述的方法，其特征是所述夹紧装置在所述夹紧位置状态输送被固定的牙刷，使被固定的牙刷通过至少一个切断工具，然后到达至少一个端部修圆装置。
全文摘要
本发明公开了一种将刷毛簇固定到具有可弹性弯曲的牙刷头的牙刷上的方法和设备,其中所述可弯曲的牙刷头可以被分为由连接件彼此连接的几个部分,或者牙刷头可以具有角度、弯曲或者具有相互结合的结构,然后,根据需要的一种刷毛长度或不同的刷毛长度尺寸修剪刷毛。在后种情况下,刷毛具有多种高度尺寸。然后,分别对已装钉的各刷毛簇进行端部修圆操作。本发明公开的方法和设备仅仅需要对常规的、具有沿一定方向移动的刷毛簇插入工具的牙刷装钉设备进行修改,并且改善常规的修剪加工设备和方法。特别是,本发明公开了新的设备和方法,以便保证在刷毛装钉设备中,在确定的结构位置,夹紧经过变形的可弹性弯曲的、具有角度的牙刷头,或者是夹紧具有分开部分的可弹性弯曲的牙刷头,因此使牙刷头上的刷毛接收孔的位置基本上平行于刷毛簇插入工具的移动方向,并且平行于修剪加工和端部修圆加工时牙刷后加工设备的移动方向,因此常规的装钉、修剪和端部修圆设备和方法可以用于加工上述牙刷头。
文档编号A46D3/00GK1261257SQ98806575
公开日2000年7月26日 申请日期1998年6月24日 优先权日1997年6月24日
发明者肯尼思·格拉尔德·瓦古斯派克, 道格拉斯·J·霍尔伯因 申请人:科尔加特·帕尔莫利弗公司