用于制造刷子的方法和设备与流程

本发明涉及一种用于制造刷子的方法，该刷子具有带有至少一个开口的刷子载体和至少一个处于开口中的刷毛束，所述刷毛束由热塑性丝线构成。此外，本发明涉及一种用于执行该方法的设备。

背景技术：

在EP 1 136 017 B1中描述了用于使刷毛束的纤维端部熔融的方法和设备。在此，被加热的压模被挤压到在后侧突出的丝线端部，以便使这些端部彼此熔融并且同时模制被加热的主体，即光滑挤压。经由熔融和成型，所有丝线彼此连接，至少刷毛束的丝线彼此连接。如果多个刷毛束并排设置，则一个刷毛束的主体逐渐变成相邻的刷毛束的主体，使得刷毛束也彼此连接并且形成板形的连接层，刷毛束的丝线从该连接层伸出。被加热的主体的成型也负责将丝线端部总体上扩宽并且由此防止从开口中拉出。

在前侧，各个丝线尽可能紧密并排地设置，尤其是丝线彼此平行地伸展，然而这在包装密度，即丝线的在横截面中看的密度比较小时部分是极沉的。尽管在刷子载体的前侧通常存在的孔板(丝线在前侧侵入并且定位到孔板中)，当孔板在后侧的端部上彼此熔融时，丝线在从孔板中拉出之后数倍地略微扩宽，指的是刷毛的“弹跳”、“散开”或“裂开”。

技术实现要素：

本发明的任务是提出了一种用于制造刷子的方法和一种执行该方法的设备，其中减小弹跳并且可以将丝线的平行性，恰好刷毛束至刷毛的其余部分的外部的丝线保持在更窄的边界中。

为了解决该任务，本发明设计如下步骤：

将至少一个刷毛束插入到开口中，其中后侧的丝线端部相对于刷子载体的上侧伸出，以及

通过引入热以及将压模施加到丝线端部，加热和熔融后侧的伸出的丝线端部，并且通过压模成型丝线端部，其中在接触压模和丝线端部之后进行压模和刷子载体彼此间的相对运动，所述相对运动在存在的丝线端部的区域中具有相对于上侧侧向的运动分量，用于将侧向力施加到该刷毛束或存在的刷毛束的丝线上。

目前为止，压模通过其接触面始终相对于刷子载体的上侧垂直地移动，由此丝线相互并且无取向地压平并且弱化的材料也在丝线之间滑动。在根据本发明的方法中已证明：弹跳的倾向明显更小。丝线通过在背侧的端部处压模的倾斜移动彼此间较少地张紧并且轴向上压拢。压模的该倾斜分量显然地负责，丝线侧向地靠拢运动并且由此与丝线未限定地彼此挤压相比更容易叠层。所进行的测试已得出，明显的质量改进随着刷子的厚度更小并且刷毛的密度减小而增加。然而，恰好薄的刷子和具有小的丝线密度的刷毛在过去显现出更大的问题：将丝线尽可能平行且彼此精确定向地保持。本发明也带来了在所模制的丝线润湿时大的优点。关于压模与刷子载体的相对运动，应注意的是，通常压模相对于固定的刷子载体运动，其中但也相反地刷子载体可以相对于固定的压模运动或两个部分可以运动并且由此形成相对运动。

优选地，当上侧基本上是平坦时，在压模与刷子载体之间的相对运动相对于在上侧上的竖直线以锐角进行，抵靠丝线端部，或当上侧弧形伸展时，在所有刷毛束的区域中相对于上侧侧向运动。在这两个替选方式中也重要的是压模与刷子载体彼此间的相对运动，并且并不一定取决于两个部分中的哪个部分运动。在简单的实施形式中，运动通过压模或刷子载体的倾斜运动进行。但对此替选地，也可以相继地经受多个具有不同的运动方向的运动，例如首先进给运动(相对运动)平行于丝线的延伸进行并且接着垂直于此地进行运动。

在压模在碰到后侧的伸出的丝线起(直至下死点)的运动方向与垂直于刷子载体的上侧的竖直线之间的角度应最大70°，尤其最大40°，尤其是最大30°，优选在10°到30°的范围中，如尝试所得。

加热和熔融可选地自然可以利用热空气或其他无接触的热传递来进行。在该情况下，压模仅仅负责，液体的或膏状的物料，并且丝线并排成束并且保持定向。

然而，优选的实施形式设计为，也通过压模进行加热和熔融，当所述压模接触丝线端部时在此情况下被加热。

该加热可以通过如下方式进行：压模具有电加热装置。

为了将压模与刷子载体的上侧脱离，可以可选地设计为，压模被急速冷却，即设置有冷却装置。该冷却装置例如是冷却水引导穿过压模。

压模优选沿着轨道朝向后侧突出的丝线端部和远离丝线端部来回移动。

轨道尤其直线地伸展，然而其中也可以设计为，轨道是椭圆形或弧形。例如，压模可以首先在开始运动中垂直于刷子载体的上侧进给，然而在即将接触尚未熔融的丝线端部之前、期间和/或稍微在其之后侧向运动。

根据本发明的方法尤其适合于如下设备，在该设备中刷毛束通过吸取或压缩空气流运输到开口中。在刷毛束的这种输送中，即刷毛厚度与所谓的填塞方法相比微不足道，在填塞方法中刷毛束经由推杆机械地镶嵌到开口中。

压模具有基本上平坦的接触面，该压模利用该接触面抵靠背侧伸出的丝线端部移动。接触面在与后侧伸出的丝线端部接触期间基本上进一步平行于刷子载体的上侧地伸展，即接触面并未枢转。刷子载体的上侧可以同样最小地拱起，但这可忽略，因此在上侧的侧变换与中间区域之间的高度差最大为十分之几毫米。在此情况下，压模也可以用其接触面互补地构成。在此重要的是，上侧和接触面彼此间没有倾斜，而是彼此平行地相互靠近，即以上述的锐角进行。

如果刷子本体具有基本上趋于弧形的上侧，则压模具有与之互补的接触面，所述压模利用该接触面抵靠背侧伸出的丝线端部移动，其中接触面在与后侧伸出的丝线端部接触期间基本上平行于刷子载体的上侧地伸展。

锐角始终大于0°，优选也大于等于10°。

刷子载体通常是制成的刷子的一部分，即刷子载体也由热塑性材料制成。尤其是，根据本发明的教导在所谓的小板中实施，所述小板于是在装备刷毛束之后例如被模塑。

自然，根据本发明的方法仅仅针对唯一一种刷毛束实施，但通常在刷子载体中有许多通过刷毛束填充的开口。相对于上侧的竖直线以锐角移动的压模在此将众多刷毛束的所有丝线彼此焊接。

此外，本发明涉及一种用于执行根据本发明的方法的设备，该设备具有可来回移动的压摸，用于设置至少一个开口的刷子载体的容纳部，用于刷毛束的运输设备，利用该运输设备可以将刷毛束引入刷子载体的开口中，其中压模可以沿着引导轨道移动，所述引导轨道相对于被插入到容纳部中的载体的上侧的竖直线成锐角地伸展。因为上侧通常在水平线上，所以锐角也相对于水平线限定。

压模可以位于直线引导装置上并且沿着该直线引导装置移动或如前文所述的那样沿着弯曲的轨道或环绕的轨道移动。

在此，压模相对于丝线端部移动和成型的角度也大于0°，优选大约10°。

已经证明为上限的是，压模可选地相对于刷子载体的竖直线并且优选相对于刷子载体的上侧成最大70°的角度，但优选最大40°角度移动。在10°到30°的范围中的角度目前已证明为最优的。

压模如所述的那样可以具有加热装置和/或有源冷却装置。

此外，该设备可以包括利用压缩空气和/或真空工作的用于刷毛束的运输装置，利用该运输装置将刷毛束运输到刷子载体中的开口中。

附图说明

本发明的其他特征和优点从如下的描述和所附的被参照的附图中得到。在附图中示出：

图1示出了根据本发明的用于执行根据本发明的方法的设备的示意性俯视图，

图2示出了在带有压模和刷子载体的焊接站的区域中的根据本发明的设备的示意性剖视图，

图3示出了在具有带弧形的接触面的压模的焊接站的区域中的根据本发明的示意性侧视图。

具体实施方式

在图1中示出了用于产生刷子尤其是牙刷的设备，该设备包括多个站。

该设备例如可以具有按节拍方式旋转的转动台8或安置在可移动的载体10上，所述载体按节拍方式相继地经由这些站。载体10具有所谓的容纳部12，尤其是向上开口的凹进部，所述容纳部与所谓的刷子载体14互补。刷子载体14可以是以后的刷子本体的一部分，例如构成为小板或也可以是整个刷子本体或构成为工具侧的孔阵列板。孔阵列板用于首先按确定的图案容纳刷毛束，所述图案对应于刷子的以后的孔图形。在填充孔阵列板之后，于是刷毛束被转移到刷子载体中，所述刷子载体于是又是制成的刷子的一部分。

在第一站16中，如利用箭头所示，容纳部12设置有刷子载体14。

沿着运输方向(时钟方向)，接着是填充站18，在所述填充站中设置有开口48的刷子载体14填充以刷毛束。

可选地在下文中例如可以设有切割站20，在切割站中要切割的刷子端部在焊接之前按所期望的长度被切割。

在接着的熔融或焊接站22中，刷毛的丝线端部熔融，使得所述丝线与刷毛束的其他丝线或刷子的所有刷毛束熔融。为此，存在对应的加热装置，该加热装置在下文中还予以阐述。

完成站24例如呈注塑站形式可以是设备的一部分，但这并不是一定必需的。在完成站24中，模塑被填塞的刷子载体，例如其方式是：模制牙刷的颈部和柄部。然而当刷子载体是工具侧的孔阵列板时，例如在注塑站中刷子本体的一部分或所有都模制到彼此焊接的刷毛束上。如已经在上文中所述，对此替选地首先可以将刷毛束从孔阵列板转移到刷子载体上。

制成的或至少部分制成的刷子26接着被从设备中取出。

刷毛束从盒29经由刷毛分割器30运输至可选地设置的中间盒32和从那里运输到刷子载体14在中间盒32至刷子载体14之间经由运输设备34进行，所述运输设备利用压缩空气和/或真空工作。刷毛束经由软管或小管抽吸或吹气，如这里例如在DE 20 2016 101 195 A1中予以描述。

在图2中示意性地示出了焊接站22。

刷子载体14在此情况下是小板，所述小板形成制成的刷子的一部分并且所述小板以后被模塑。刷子载体具有下侧40以及上侧42，所述上侧分部段地通过加深部44形成，所述加深部由环绕的边缘46包围。上侧42优选是平的、同样最小地拱起。

刷子载体14具有多个开口，为了简明仅示出了其中一个开口48。由许多丝线构成的刷毛束50被插入到开口48中，所述刷毛束由热塑性材料构成。在实践中，通常在焊接之前所有开口装备有刷毛束50。

上侧42同时形成刷子载体14的后侧。相对于上侧42，刷毛束50在填充之后略微伸入开口48中。

可加热的(在此通过电子加热装置52可加热的)压模54从上方移动抵靠从后侧伸出的丝线端部56。当压模54用其平坦的接触面58接触从后侧伸出的丝线端部56时，压模54在接触面58处已经热到使得丝线端部56熔融并且丝线彼此连接。压模54于是还朝着上侧42移动并且将液体材料挤压成平坦的岛状部或通过形成一个或多个板地挤压在一起，使得刷毛束的丝线和必要时也有刷毛束彼此连接并且材料方面彼此融合。

压模54朝向上侧42的运动相对于上侧42的竖直线S成锐角α地进行，即相对于上侧42侧向运动分量在丝线端部56的区域中，经由所述运动分量将侧向力施加到丝线上。如果多个刷毛束50在刷子载体14中，则压模54相对于上侧42进行相对运动为使得所有存在的刷毛束经受侧向力。

在所示的实施形式中，由压模54经过的轨道是直线伸展的轨道，并且压模仅仅倾斜向后移动并且又倾斜向前返回，在其运动到其工作位置中并且返回到其初始位置中。压模的运动以电动机方式进行例如经由伺服电动机或压缩空气气缸进行。

角度α大于0°，优选大于等于10°，最大40°，尤其最大30°。

在优选的实施形式中，角度α在10°到30°的范围内。

优选地，接触面58在往复运动期间始终保持相对于竖直线S定向，更确切地说优选平行于上侧42。

对直线的轨道替选地，自然也可以设置弯曲的轨道或环绕的轨道。然而重要的是，当压模54碰到丝线端部56并且进一步移动直至其运动的下部死点时，压模的倾斜运动向下进行。

替选地，压模54也可以设置有冷却设备，在此通过冷却通道60示出，所述冷却设备在丝线端部56熔融之后被水穿流，以便在接触面58的区域中尽可能突然地冷却压模54，由此于是丝线的刚好熔融的塑料材料也硬化。

因为通常上侧42在竖直线上，所以角度α在此情况下也相对于竖直线相应地构成。

压模54在其运动方面上在图2所示的实施形式中可在直线引导装置62中移动地支承。

如果刷子本体14具有基本上相对于弧形的上侧42(参见图3)，则压模54具有与之互补的接触面58，所述压模利用所述接触面移动抵靠多个刷毛束50的向后伸出的丝线端部56，其中接触面58在与所有刷毛束50的向后侧伸出的丝线端部56接触期间基本上倾斜于刷子载体的上侧42在所有刷毛束50的区域中伸展，参见箭头A。在所有刷毛束50中，因此通过压模也侧向地进行力导入，利用该力导入将丝线侧向彼此挤压。

自然代替压模54的运动，仅仅进行刷子载体14相对于固定的压模54的运动，在注意到上述参数的情况下。

代替直线运动，在压模54与刷子载体14之间的相对运动自然也可以由在不同方向上的小的单个运动构成，例如由在压模54与丝线端部56开始接触时起始的纵向运动和接着的在相对于此的横向方向上的运动构成。于是，当丝线端部的熔融的材料被最大移动时，前文所述的角度α在这样的链锁阶梯形的运动中通过压模在丝线端部开始接触时的位置与压模在返回到起始位置中的位置的虚拟接触线限定。

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