耐久性增加的柔性丝线毛刷的制作方法
【专利说明】耐久性増加的柔性丝线毛刷
[0001 ]相关案例本申请要求于2013年12月3日提交的美国临时专利申请序列号61/911，103的权益。
技术领域
[0002]本发明涉及一种丝线毛刷，该丝线毛刷用于清洁户外烤架的烹饪炉，并且用于其它目的，包括但不限于，清洁铁锈、去除油漆、去除焊渣、以及清洁汽车电池极柱。
【背景技术】
[0003]存在对一种改进型丝线毛刷的需求，该改进型丝线毛刷:(a)具有活动毛长度，该活动毛长度提供了可取的柔性以便清洁非均匀结构，诸如烹饪炉；(b)具有显著较长的寿命；以及(C)在使用期间，显著减少或大体上防止了毛的破损和损耗。
[0004]针对户外烹饪烤架，在烹饪期间支撑食物的烹饪炉或炉组件的清洁是一个持续关注的问题。在烹饪之后，使用者会想要去除余留在食物支撑结构的表面上的任何部分煮熟的食物残渣和/或炭，使得残渣不会污染或者改变随后煮熟的食物类的味道、香味或者其它特性。
[0005]多年来，针对清洁户外烹饪炉已经提出了许多方法和装置，包括刮片、刮刀和刷。丝线毛刷通常是优选的，这是因为从刷突出的丝线毛束具有长度和柔性，该长度和柔性对于到达并且研磨地清洁不规则表面、孔、和/或在烹饪炉中通常遇到的其它难以清洁的特征是更有效的。固定刮刀和其它工具通常不能触及和/或不能提供足量的研磨力来快速清洁这种表面和特征。由于金属线适合接触温的或热的烹饪炉表面，所以金属线也是优选的。
[0006]在本领域已知有具有由不锈钢、黄铜、钢、铝、钛和其它金属形成的丝线毛的刷。用于清洁烹饪炉的刷通常具有约0.005英寸到约0.010英寸直径的丝线毛，该丝线毛由不锈钢或者黄铜形成并且以约50根到约100根毛为一束聚集在一起。每个丝线毛束通常按照订书机将订书针的每个尖端插入盲孔中相同的方式，通过将丝线毛紧紧聚集在一起并且将丝线毛束冲入基座的外表面，附接到由木材或者塑料形成的基座保持结构。
[0007]为了确保丝线毛束具有足够的长度用于:(a)将基座端部插入到基座保持结构中；以及(b)刷随后的意图用途，每个丝线毛束在插入基座之前的总体长度将通常是意图用途要求的活动毛长度的至少两倍。如此处和权利要求书中用到的，术语“活动长度”指的是:在使用期间在载荷作用下将会弯曲的毛或者丝线毛束的凸出部分。毛或者丝线毛束的“活动长度”从毛或者丝线毛束的初始弯曲点延伸至毛或者丝线毛束的远端。每个毛或者丝线毛束在载荷作用下的初始弯曲点通常位于或者基本位于基座结构的外表面。通常，毛束从基座凸出的活动长度将会在约0.5英寸到约1.0英寸的范围内。
[0008]当前技术的一个显著缺点是，针对用于清洁烹饪炉或者其它复杂度相似的结构的具有足够柔性活动毛长度的刷，在这种使用所需的力载荷之下，毛的反复弯曲将超过毛的耐久极限，由此，随着时间的增长导致大量单个刷毛过早的失效、破损和损耗。
[0009]鉴于典型刷的大小、典型烤架的大小、以及每年使用烤架的次数，在几年期间，清洁刷可以积累数以万计的来回刷冲程周期。诸如不锈钢和黄铜等材料在载荷作用下具有耐久极限，该耐久极限与这些来回移动有关，该耐久极限仅为该材料的极限抗拉强度的一部分。如图1所示出的，当将该材料用在低于该耐久极限的载荷和应力等级时，材料通常会具有至少1000万完全反向(S卩，来回)的应力周期的寿命。然而，也如图1所示出的，如果刷毛所暴露到的应力等级高于耐久极限，那么丝线毛将具有更短暂的有限的寿命，当应力等级进一步增加时，其寿命呈指数(图1中用到的每个对数周期刻度)下降。
【发明内容】
[0010]本发明提供了一种丝线毛刷，该丝线毛刷满足以上讨论的需求并且缓解了以上讨论的问题。本发明的刷:(a)提供了用于清洁烹饪炉和其它复杂度类似的结构所需的柔性活动毛长度；(b)防止丝线毛和毛束承受超过它们的耐久极限的应力；(C)显著增加了刷的耐久性和有用寿命；以及(d)显著减少或大体防止了在刷的延长的有用寿命上毛的破损和损坏。并且，本发明的丝线毛刷不限于用于清洁烹饪炉。当然，本发明的刷非常适用于使用丝线毛刷的所有服务，尤其是涉及高力载荷和应力的服务。
[0011]在一个方面中，提供了一种丝线毛刷，其优选地包括:(a)保持基座；(b)—束或多束丝线毛，每个丝线毛束包括:近端部分以及凸出活动部分，该近端部分通过保持基座保持在固定位置，该凸出活动部分具有活动长度，该活动长度从丝线毛束的初始弯曲点纵向延伸至丝线毛束的远端；以及(C)用于每个丝线毛束的偏转支撑导向件，该偏转支撑导向件包括:支撑导向开口，丝线毛束凸出通过该支撑导向开口。支撑导向开口具有纵向最外接触周长，该纵向最外接触周长围绕丝线毛束，用于在使用期间当丝线毛束弯曲时接触丝线毛束的活动部分。支撑导向开口的纵向最外接触周长与丝线毛束的初始弯曲点纵向向外间隔一纵向距离，该纵向距离优选在丝线毛束活动长度的约25%到约67%的范围内。另外，在纵向最外接触周长处的支撑导向开口面积是在初始弯曲点处的丝线毛束的截面积的优选地约150% 到约 700%。
[0012]在检查附图并且阅读以下对优选实施例的【具体实施方式】后，本发明的另外方面、特征、和优点对于本领域的技术人员是明显的。
【附图说明】
[0013]图1是示出了针对丝线毛刷在所施加的应力与疲劳寿命之间的典型关系的图表。
[0014]图2是由本发明提供的丝线毛刷的实施例2的透视图。
[0015]图3是本发明的丝线毛刷2的剖面透视图。
[0016]图4示意性地示出了在本发明的刷2中用到的保持基座4和导向板10组件的剖面立面侧视图。
[0017]图5示意性地示出了本发明的刷2的毛15的偏转行为和特性。
[0018]图6示意性地示出了现有技术的刷38的毛36的偏转行为和特性。
[0019]图7是由本发明提供的丝线毛刷的替代实施例102的透视图。
[0020]图8是本发明的丝线毛刷102的剖面透视图。
[0021 ]图9示意性地示出了在本发明的刷102中用到的保持基座104和导向板110组件的剖面立面侧视图。
[0022]图10是由本发明提供的替代组合基座件204的剖面立面侧视图。
[0023]图11是由本发明提供的替代组合基座件304的剖面立面侧视图。
[0024]图12是由本发明提供的替代组合基座件404的剖面立面侧视图。
【具体实施方式】
[0025]图2至图5显示了本发明丝线毛刷的实施例2。本发明的刷2包括:基座件4;多束丝线毛6，该多束丝线毛6从基座件4的外表面8凸出；导向板10，该导向板10与基座件4的外表面8平行并且间隔；以及一对相对的端板12和14，该相对的端板12和14从导向板10的端部向下延伸并且附接至基座件4的对应端部16和18，用于将导向板10保持在基座件4的外表面8上方的间隔位置中。
[0026]基座件4可以由木材、模制塑料、或者针对考虑之中的使用具有足够的耐久性并且优选地能够在延长的使用周期内保持丝线毛束的其它材料形成。针对清洁户外烹饪炉的使用，基座件材料也将优选地具有足够的耐热性，以便当清洁户外烤架时能经受遇到的温度情况。
[0027]虽然在图2至图3中将基座件4简单地示出为平坦的、矩形的材料块形式，但是要理解，基座件4可以具有不同的形状和/或刷2或者基座件4可以包括另外的特征。例如，本发明届IJ2还可以包括从基座件4延伸的手柄。而且，刷2和基座件4可以具有多种形状，从长到短以及从薄到宽。进一步地，作为另一示例，虽然将基座件4的外表面8示出为平坦的平面表面，但是外表面8可以替代地具有凸出的凸曲线形状或其它形状。如果基座件4的外表面8具有凸曲线形状或其它曲线形状，那么导向板10也可以可选地具有与之对应的或者部分对应的曲线形状。
[0028]每个丝线毛束6具有:纵轴20;基座端