刷子制造装置的单元的制作方法

1.本公开涉及一种刷子制造机的单元，并且具体地涉及适用于刷子制造装置的单元的销。


背景技术：

2.通常已知的是，刷子的性能可以受益于倾斜的清洁元件，诸如长丝簇。具有倾斜长丝簇的刷子的两个示例是用于电动牙刷的cross action可替换牙刷头部和pro-expert extra clean手动牙刷。这些刷子的制造一方面造成一些困难，并且另一方面限制了可能的设计。
3.因此，本发明的目的是改进刷子制造装置的单元，并且因此改进刷子制造装置，使得具有倾斜清洁元件的刷子可以以较小的工程负担和/或较高的设计自由度来制造。


技术实现要素：

4.根据本公开的一个方面，提供了一种用于制造刷子的至少一部分，特别是牙刷的一部分的刷子制造装置的单元，该单元具有：销机构，该销机构具有至少一个销、销保持子机构和销引导子机构；销具有：第一区段，第一区段具有第一端，第一区段具有保持结构；以及第二区段，第二区段具有第二端；以及至少一个弹簧区段，所述至少一个弹簧区段被布置在第一区段与第二区段之间；销保持子机构具有保持结构，该保持结构与销的保持结构接合以用于固定地保持销，该销保持子机构和销引导子机构被布置成能够沿第一方向朝向彼此和远离彼此移动；并且销引导子机构具有用于引导销的第二区段的至少一部分的通道，该通道相对于第一方向倾斜。
5.根据本公开的一个方面，提供了一种刷子制造装置，该刷子制造装置包括如本文所讨论的单元。
6.根据本公开的一个方面，提供了一种用于刷子制造装置的单元的销，该销包括：第一区段，第一区段具有第一端和保持结构；第二区段，第二区段具有第二端；以及至少一个弹簧区段，所述至少一个弹簧区段在第一区段和第二区段之间延伸，该弹簧区段具有小于第一区段中除保持结构之外的横截面积的横截面积，并且具有小于第二区段中的横截面积的横截面积。
附图说明
7.通过对刷子制造装置的单元和用于这种装置中的销的示例性实施方案的详细描述，将进一步阐明本发明。在说明书中，参考附图，在附图中：
8.图1a是用于如本文所讨论的刷子制造装置的单元的销的示例性实施方案的示意图；
9.图1b示出了图1a所示销在其第二区段的横截面；
10.图1c示出了图1a所示销在其弹簧区段的横截面；
11.图2a是刷子制造装置的单元的一部分的横截面图，其中多个销处于回缩位置；
12.图2b是图2a所示的刷子制造装置的单元的一部分的横截面图，其中销机构的销保持子机构和销引导子机构朝向彼此移动，并且多个销处于延伸位置；
13.图3a至3c示出了销在第一极限位置、中间位置和第二极限位置的示意图，在第一极限位置，销弯曲成第一弯曲方向，在中间位置，销不弯曲，在第二极限位置，销弯曲成第二弯曲方向；
14.图4是两个销的示意图，每个销在销引导子机构中的通道中被引导，其中通道具有不同的倾斜度；并且
15.图5是包括如本文所讨论的单元的刷子制造装置的示意图，在该单元中使用如本文所述的销。
具体实施方式
16.基本上已知的是，刷子头部诸如牙刷头部的清洁性能受益于相对于刷子载体的安装表面倾斜的清洁元件，特别是长丝簇。倾斜的簇可以更好地伸入难以清洁的区域。为了制造这种刷子头部，需要提供相对于标准方向(即垂直于安装表面)倾斜的长丝簇，或者需要在刷子载体中提供簇绒孔，例如借助于已知的锚定簇绒技术，倾斜的簇绒孔清洁元件诸如长丝簇可以安装到该簇绒孔中。本公开涉及一种用于刷子制造装置的单元，该单元包括改进的结构，使得倾斜的清洁元件可以比现有技术更容易制造。作为这种单元的一个核心元件是销机构，该销机构包括至少一个销，所述至少一个销具有允许销弯曲的特定结构，具体地，所提出的销具有至少一个弹簧区段。
17.根据本公开的这种销包括：第一区段，第一区段具有销的第一端；第二区段，第二区段包括销的第二端；以及至少一个弹簧区段，所述至少一个弹簧区段在第一区段与第二区段之间延伸。根据本公开的销可以具有两个或更多个弹簧区段，所述两个或更多个弹簧区段在销的纵向延伸方向上连续设置。
18.根据本公开，销的“弹簧区段”是在至少一个方向或至少两个相反方向上具有降低的抗弯刚度的区段，该降低的抗弯刚度基本上可以通过改变第一区段和弹簧区段之间以及弹簧区段和第二区段之间的几何形状来实现。这不应排除弹簧区段通过弹簧区段相对于第一区段和第二区段的更有弹性的材料制成。为销选择的材料可以支持销的弹簧行为。可以选择弹性材料例如弹簧金属(诸如弹簧钢)作为销材料，使得一旦偏转，当引起偏转的力消失时，销总是移动回到其静止位置。在一些实施方案中，第一区段和第二区段由第一材料(例如，黄铜或铁)制成，并且弹簧区段被实现为板簧，其可以被焊接到设置在第一区段和第二区段处的狭缝中，或者可以以其他方式例如通过铆接或螺栓连接连接到该狭缝。
19.弹簧区段的横截面形状和横截面积可以是恒定的，并且可以偏离第一区段和第二区段的横截面形状和横截面积。第一区段和第二区段的横截面形状和横截面积也可以分别是恒定的。第一区段和第二区段的横截面形状可以是圆形的。弹簧区段中的横截面形状可以基本上是矩形的。矩形的短边可以是矩形的长边的最多1/2、最多1/3、最多1/4、最多1/5、最多1/6、最多1/8、最多1/10、最多1/12、最多1/15、最多1/20等。长边长度与短边长度之间的比率可以在1.2与100之间的范围内。在其他实施方案中，弹簧区段的横截面形状是圆形或卵形或椭圆形，并且圆形的直径或卵形或椭圆形的短轴可以是第一区段和/或第二区段
的横截面的直径的最多1/2、最多1/3、最多1/4、最多1/5、最多1/6、最多1/8、最多1/10、最多1/12、最多1/15、最多1/20等。
20.销机构可以包括销保持子机构和销引导子机构。所述至少一个销可以包括在第一区段处的保持结构，用于与销保持子机构处的保持结构接合。销引导子机构可以包括通道，销的第二区段可以在该通道中移动。销保持子机构和销引导子机构可以被布置用于沿第一方向朝向和远离彼此的相对移动。销保持子机构和销引导子机构的移动可以包括子机构可以移动到其中的两个极限位置，其中第一极限位置可以是子机构彼此具有最大距离的位置，而第二极限位置可以是子机构彼此最接近的位置。所述至少一个销也具有两个极限位置。在第一极限位置，销可以处于回缩位置，即销的第二区段的第二端可以与销引导子机构的外表面齐平或者可以回缩在其可以在其中移动的通道中。在第二极限位置，销可以处于延伸位置，其中销的第二区段至少部分地延伸超出销引导子机构的外表面。设置在销引导子机构中的通道可以相对于第一方向倾斜。在两个或更多个销的情况下，用于所述两个或更多个销的通道可以各自具有相对于第一方向不同的倾斜度。当销处于第一极限位置时，所述至少一个销的弹簧区段可弯曲到第一弯曲位置，并且当销处于第二极限位置时，所述至少一个销的弹簧区段可弯曲到第二弯曲方向。销然后可以在第一极限位置和第二极限位置之间的某处处于未弯曲阶段，例如，当销大约在第一极限位置和第二极限位置之间的中途时，销可以处于未弯曲阶段。
21.销可以在其外表面的至少一部分上(例如，在第二区段中的外侧向表面上)具有涂层，以减小销与销引导子机构中的通道之间的摩擦，例如，类金刚石碳(dlc)的涂层。附加地或另选地，通道的内壁可以具有此类摩擦减小涂层。
22.包括本文所提出的销机构的用于刷子制造装置的单元可特别地布置用于两个不同的目的：
[0023]-根据第一目的，所述至少一个销从其回缩位置移动到其延伸位置，在该延伸位置，销的第二区段至少部分地延伸到模具腔中，以例如在模具腔中的待模制的部分中限定盲孔。
[0024]-根据第二目的，销从其回缩位置移动到其延伸位置，在该延伸位置，销的第二区段至少部分地延伸到清洁元件保持板中，使得销可以将清洁元件从清洁元件保持板中的通道移动到接收通道等中。
[0025]
图1a是沿中心轴线l延伸的销100的示例性实施方案的描绘，该销可用于刷子制造装置的单元中，如将在下面更详细地进一步讨论的。销100包括：第一区段110，第一区段具有第一端101和保持结构111；第二区段120，第二区段具有第二端102；以及弹簧区段130，该弹簧区段在第一区段110和第二区段120之间延伸。第一区段110具有延伸长度l1，第二区段120具有延伸长度l2，并且弹簧区段130具有延伸长度ls。如将解释的，弹簧区段130在此具有与第一区段110和第二区段120不同的横截面形状和不同的横截面积。由于弹簧区段130，第一区段110可以在第一弯曲区段b1和第二弯曲区段b2中弯曲远离第二区段120。在此，弯曲远离包括一个区段相对于另一区段的平行错位，这导致弹簧区段的弯曲，其中沿着弹簧区段的纵向延伸部的弯曲曲率从正变为负或从负变为正。应当理解，出于制造原因以及机械完整性的原因，过渡区段141和142在第一区段110和弹簧区段130之间以及在第二区段120和弹簧区段130之间延伸。在下文中，其指的是在不同区段110、120、130中的恒定的横截面
形状和/或横截面积。应当理解，在这方面，过渡区段141、142被忽略。在一些实施方案中，弹簧区段130可以通过铣削掉具有恒定横截面形状和恒定横截面积的中间销的材料来制造。
[0026]
在所示实施方案中，第一区段110包括保持结构111，该保持结构被实现为从第一区段110的圆柱形切口。这种切口可以在不费力的情况下实现，例如通过使用旋转切割器进行铣削。这不应排除在第一区段110处可以实现其他保持结构，例如突起部。在一些实施方案中，横向延伸的销1110可设置在保持结构111中，如虚线所指示的，使得横向销1110在两侧上延伸超出销100的直径，并且可例如通过胶粘或焊接而固定在那里，横向销1110则可被认为是保持结构111。后者不应排除横向销1110借助于型面配合恰好保持在保持结构111中，这避免了将这两个元件彼此固定的任何步骤。
[0027]
销100可由金属制成，诸如弹簧金属，例如弹簧钢，诸如根据din en 10151的x10crni18-8 1.4310。
[0028]
图1b示出了沿着如图1a所指示的平面a-a截取的第二区段120的横截面形状121和横截面积122。横截面形状121在此是圆形的，并且该圆形形状具有直径d。第二区段120可以具有沿其延伸长度l2恒定的横截面形状和横截面积。
[0029]
图1c示出了沿着如图1a所指示的平面b-b截取的弹簧区段130的横截面形状131和横截面积132。横截面形状131在此基本上是矩形的(短边仍可具有与第二区段120的圆形横截面121一致的曲率)。矩形由具有长度h的短边和具有长度w的长边限定。在一些实施方案中，长边长度w和短边长度h之间的比率为至少2、至少3、至少4、至少5、至少6、至少7、至少8、至少9、至少10等。在本文未示出的其他实施方案中，弹簧区段还具有圆形横截面形状或方形横截面形状，其允许第一区段110相对于第二区段120弯曲远离(这要求圆形横截面形状的直径或方形横截面形状的侧面尺寸小于第二区段120(和第一区段110)的横截面形状的直径)。但是为了进一步讨论，具有两个限定的弯曲方向b1和b2就足够了。销在垂直于弯曲方向b1和b2的方向上基本上不能弯曲，因为矩形横截面形状131的长边的宽度w可以基本上与第二区段120的圆形横截面形状121的直径d相同。弹簧区段130还允许第一区段110相对于第二区段120围绕纵向轴线l扭转。在一些实施方案中，矩形横截面积132的宽度w可以小于圆形横截面积122的直径d。这不应排除宽度w在一些实施方案中大于直径d。
[0030]
图2a和图2b示出了刷子制造机的单元的元件，包括销机构200a、清洁元件保持板300a和清洁元件接收板400a。所提出的单元可以包括未示出的另外的结构元件。图2a和图2b是通过所述单元元件的横截面剖视图，其中图2a示出了处于第一极限状态的销机构200a，并且图2b示出了处于第二极限状态的销机构200a。
[0031]
销机构200a包括销保持子机构210a、销引导子机构220a和多个销100a。销100a中的每个销具有第一区段110a、第二区段120a和在相应的第一区段110a和第二区段120a之间延伸的弹簧区段130a。销保持子区段210a和销引导子区段220a被布置用于沿移动方向m彼此相对移动。在一些实施方案中，销保持子机构210a朝向和远离销引导子机构220a移动，后者销引导子机构220a可以随后固定地安装在单元中。
[0032]
在所示实施方案中，借助于机械保持结构将销100a保持在销保持子机构中的固定位置。这些机械保持结构在此包括第一区段110a中的每个第一区段中的半圆柱形凹陷部111a和配合到凹陷部111a中的圆柱形销1110a。圆柱形销1110a可以固定地安装在凹陷部111a中，或者可以借助于型面配合恰好定位在凹陷部111a中。圆柱形销1110a延伸超出凹陷
部111a，使得臂在销100a的侧面突出。
[0033]
在所示实施方案中，销保持子机构包括三个平行板2101a、2012a和2103a的堆叠。第一板2101a是包括多个通道213a的底板，销100a的第一区段110a紧密配合在所述多个通道中。第二板2102a是中心板，其具有基本上为t形的切口212a，以使圆柱形销1110a没有太多间隙地配合在这些切口中，从而在圆柱形销1110a没有固定地安装在凹陷部111a中的情况下，销1110a不能从凹陷部111a中滑出。可以选择第二板2102a的高度，使得圆柱形销1110a在纵向方向上基本上没有间隙。第三板2103a用作具有切口211a的顶部盖板，销100a的第一区段110a的第一端101a延伸到该切口中。这些切口的尺寸和形状可以被设定成使得第一端101a松散地配合到这些切口201a中。销100a的由凹陷部111a和圆柱形销1110a形成的保持结构与销保持子机构210a的由切口212a和由顶板2103a和底板2101a形成的保持结构接合，并且在纵向方向上固定销100a，并且还在相对于纵向方向的角位置上固定销。后者是重要的，以便销100a的弯曲方向保持固定和对准。通道213a固定第一区段110a的倾斜方向。
[0034]
销100a的第二区段120a在销引导子机构220a的通道221a中延伸。在图2a所示的第一极限状态下，第二区段120a的第二端121a基本上与销引导子机构220a的底表面齐平。这不应排除在一些其他实施方案中，第二区段120a的第二端121a稍微回缩。
[0035]
单元10a还包括清洁元件保持板300a，该清洁元件保持板具有用于将清洁元件(例如，多个长丝簇)保持在其中的多个通道310a。通道310a在数量、位置和倾斜度上与销引导子机构220a的通道221a对准。因此，当销保持子机构210a朝向销引导子机构220a移动时，销100a的第二区段120a移动通过销引导子机构220a中的通道221a并进入清洁元件保持板300a的对准通道310a。然后，任何可能已经保持在通道310a中的清洁元件通过移动销100a被向外推动穿过通道310a。
[0036]
清洁元件接收板400a具有通道410a，这些通道在相对的出口和入口的数量和位置上与通道310a对准。通道410a可以包括与通道310a不同的横截面形状，例如，至少一个通道410a可以包括与相应对准的通道310a的横截面形状不同的横截面形状。通道310a可具有圆形横截面形状，而对准的通道410a可包括矩形横截面形状。这不应排除通道410a具有将通道310a的横截面形状变形为通道410a的横截面形状的过渡界面。此外，通道410a可以包括与通道310a不同的横截面积，例如，至少一个通道410a可以具有比相应对准的通道310a更小的横截面积。后者可有助于将长丝簇从稍微松散的簇结构凝聚成稍微更密的簇结构。
[0037]
通道410a不需要具有与通道310a相同的倾斜度。从示出销机构200a的第二极限状态的图2b中可以看出，销100a的第二端121a然后可以基本上与清洁元件保持板300a的外表面齐平。由于销100a然后不进入清洁元件接收板400a的通道410a，通道410a的倾斜度可在一定程度上偏离相应对准的通道310a的倾斜度。清洁元件接收板400a可以被布置成能够从当前单元10a移动到另一个单元，用于进一步的制造步骤。
[0038]
图3a、图3b和图3c示意性地示出了在销引导子机构220b的通道221b中被引导的销100b。图3a示出了第一极限位置，在该第一极限位置中，销100b处于其最回缩位置，在该最回缩位置中，销不延伸超出销引导子机构220b的外表面，并且销100b的弹簧区段130b被弯曲成第一弯曲方向。图3b示出了中间位置，其中销100b已经延伸超出销引导子机构220b的外表面，并且弹簧区段基本上是直的，即未弯曲。销保持子机构210b沿着移动方向m1朝向销
引导子区段220b移动。图3c示出了第二极限位置，其中销100b处于其最延伸位置并且弹簧区段130b弯曲到第二弯曲方向。值得注意的是，基于这些附图，清楚的是，在实心销的情况下，当销保持子机构朝向和远离销引导子机构移动时，销头部(即，销的第一端)将需要在销保持子机构中移动。由于弹簧区段130b，根据本公开的销100b通过弹簧区段130b的弯曲抵消了这种相对运动，并且第一区段110b可以在销保持子机构210b中保持在位置固定的位置。
[0039]
图4是刷子制造装置10c的单元的一些元件的示意图。示出了销机构200c的两个销100c，所述两个销保持在销保持子机构210c中并由销引导子机构220c引导。销保持子机构210c沿着移动方向m2朝向销引导子机构220c移动。销100c因此被示出为处于其延伸位置，其中销100c的第二区段120c延伸到模具腔500c中。模具腔500c可以被设计用于模制具有簇绒孔的刷子载体。销100c的第二区段120c限定了簇绒孔。第二区段120c相对于刷子载体的安装表面倾斜。销引导子机构220c的模具腔表面229c限定刷子载体的安装表面。销引导子机构220c具有各自引导销100c中的一个销的通道221c和222c。通道221c和222c相对于移动方向m2不同地倾斜。销100c的第一区段110c保持在销保持子机构210c中，使得两个销的纵向轴线平行于移动方向m2，这不应排除在其他实施方案中第一区段可以是倾斜的。当通道221c和222c彼此倾斜时，不具有弹簧区段130c的销将碰撞。当销100c基本上是刚性的时，基本上不可能设计如图所示的销机构200c。但是由于弹簧区段130c，销100c平衡了第二区段120c相对于相应的第一区段110c的不同成角(第一区段110c两者在销保持子机构210c中保持为直的并且彼此平行)。销100c的这种特定结构允许例如倾斜远离彼此或朝向彼此倾斜的倾斜簇的设计。当第一区段110c保持在销保持子机构110c中的固定位置时，具有倾斜簇的刷子的设计摆脱了实心销带来的一些限制(例如，潜在地碰撞销)。由于不需要设计一种销机构，其中当销保持子机构朝向销引导子机构移动时，允许销的第一端在销保持子机构中移动，销机构的整体设计变得更容易，并且导致可能的刷子拓扑的更高灵活性。
[0040]
图5是包括如本公开中所论述的单元10的刷子制造装置1的示意图，其中如本公开中所论述的使用单元10的销100。在一些实施方案中，刷子制造装置1仅包括单元10，在其他实施方案中，刷子制造装置1包括可以连接以形成生产线和/或可以平行布置的多个单元。可以预期，刷子制造装置1接收输入材料(诸如塑料材料21和长丝22)，以制造和输出刷子或刷子部件，诸如用于电动手动牙刷或完全手动牙刷32的可替换刷子头部31。刷子制造装置1可以接收一种塑料材料21或各种塑料材料21，这些塑料材料可以仅在颜色上不同，或者可以是不同的材料，诸如聚丙烯(pp)、聚甲醛(pom)或聚酰胺(pa)或热塑性弹性体(tpe)。刷子制造装置1可以输出一种刷子类型或可以输出多种不同的刷子类型，例如不同颜色的版本。在一些实施方案中，刷子制造装置1可以被布置成从制造一种类型的刷子切换到另一类型的刷子。
[0041]
本文所公开的量纲和值不应理解为严格限于所引用的精确数值。相反，除非另外指明，否则每个此类量纲旨在表示所述值以及围绕该值功能上等同的范围。例如，公开为“40mm”的量纲旨在表示“约40mm”。