用于在制造刷子时连接装有刷毛的刷毛支架与盖部件的方法

摘要

刷毛支架由热塑性塑料制成，其具有贯通的孔和包围所述孔的圆周边缘。然后，将例如是刷毛、刷毛束、由弹性材料和天然纤维制成的清洁元件的刷元件固定到刷毛支架的孔中。此外，作为刷体的组成部分由热塑性塑料构造和提供盖部件，所述盖部件具有用于刷毛支架的装配区域和具有模制在装配区域中的消耗结构和包围装配区域的连接边缘。然后，对刷毛支架的圆周边缘和消耗结构以及盖部件的连接边缘通过加热进行塑化加工。然后，将刷毛支架和盖部件相对彼此挤压，其中将刷毛支架的被塑化加工的圆周边缘与盖部件的被塑化加工的连接边缘焊接。消耗结构的被塑化加工的材料流入由盖部件的连接边缘包围的、在刷毛支架和盖部件之间留有的容积，并且至少尽可能地填满所述容积。

说明书

技术领域

本发明通常涉及一种用于制造刷子的方法，特别是涉及一种在制造 刷子、尤其是牙刷时连接装有刷毛的刷毛支架与盖部件的方法。

背景技术

已知用于制造刷子的不同的方法。常规地，刷体设有孔的构造（“孔 样式”），所述孔相应于刷毛的所希望的布置。那么，刷毛的束或簇被插 入刷体的孔中，并且借助于压入的小的金属锚固件或借助于环圈锚固在 所述孔中。

在近年内实施的并且称为AFT方法（Anchor Free Tufting，无锚定 装刷毛）的用于制造刷子的替选的方法中，刷毛簇在小的刷顶板上不使 用环圈或锚固件固定，并且然后，将支承板插入刷体或手柄中或者固定 在刷体或手柄上。在AFT方法的一个变型方案中，制造具有孔样式的 刷柄，所述孔样式相应于所希望的簇样式。然后，将刷毛簇插入所述孔 中，并且固定在所述孔处。紧接着，将簇的固定端用小的板覆盖，所述 板又固定在刷柄上。

在AFT方法中，能够将每种类型和形式的刷元件固定到顶板的或 刷体的孔中：由热塑性塑料制成的刷毛或刷毛束、由例如通过注塑模制 的弹性材料制成的或也由天然纤维制成的清洁元件。能够形成装有刷毛 的顶板的或刷体的刷元件轮廓，并且——在刷毛束的情况下——在自由 端上已经倒圆。但是，还可能的是，在接下来的加工步骤中形成可能的 轮廓或倒圆。

已知的是，为了将顶板固定在刷体上，将所述顶板插入手柄中的凹 部中，并且借助于超声波焊接所述两个部件。这是用于连接所述部件的 迅速的和可靠的方法。所述方法的缺点是，在顶板的背侧和刷体中的凹 部的端侧之间留有空隙或空腔。不排除的是，在所述空隙中存在对卫生 有害的污物。

发明内容

通过本发明可实现，刷毛支架和盖部件在其间不留有空隙或空腔的 情况下能够迅速地并且安全地相互连接。

根据本发明，首先，由热塑性塑料制造刷毛支架，所述刷毛支架具 有贯通的孔和包围所述孔的圆周边缘。刷毛支架能够是顶板或者也能够 是刷把。然后，将例如是刷毛、刷毛束、由弹性材料和天然纤维制成的 清洁元件的刷元件固定在刷毛支架的孔中。此外，作为刷体的组成部分 由热塑性塑料构造和提供盖部件，所述盖部件具有用于刷毛支架的装配 区域和在装配区域中模制的消耗结构（Opferstruktur）和包围装配区域 的连接边缘。然后，通过加热对刷毛支架的包围孔的圆周边缘和盖部件 的消耗结构以及所述盖部件的连接边缘进行塑化加工。在此，优选排除 对盖部件的和刷毛支架的外表面进行塑化加工，因为它们是刷体的组成 部分，并且不应通过加热而变形。所述排除能够借助于挡热板进行，借 助所述挡热板挡住辐射热。然后，将刷毛支架和盖部件相对彼此挤压， 其中，接下来发生：将刷毛支架的被塑化加工的圆周边缘与盖部件的被 塑化加工的连接边缘焊接。但是，盖部件的和刷毛支架的排除塑化加工 的外表面保持它们的形状。现在，消耗结构的被塑化加工的材料流入由 盖部件的连接边缘包围的、在刷毛支架和盖部件之间留有的容积中，并 且至少尽可能地填满所述容积。因此，避免了在刷毛支架和盖部件之间 留有的空隙或空腔。

消耗结构能够以多样化的形式构造。有利的是，所述消耗结构构造 为细小的肋、尖齿或小块，所述细小的肋、尖齿或小块从盖部件的装配 区域的底部突出。在所述形式中，能够良好地控制消耗结构，例如也通 过用于焊接过程的辐射热以不接触的方式进行塑化加工。肋能够构造为 细小的纵向肋和/或横向肋，或者也能够构造为彼此包围的和彼此间隔 开的环。其他有利的实施方案是小块，所述小块具有十字形的、星形的 或环形的横截面。另一替选方案是呈从盖部件的装配区域的底部突出的 平台或多个这样的平台区域的形式的消耗结构。在每种情况下，消耗结 构的尺寸确定为，使得所述消耗结构的被塑化加工的材料填满在刷毛支 架和盖部件之间留有的容积。

根据待制造的刷子的类型和形状，刷毛支架形成顶板并且在刷把或 刷柄上形成盖部件，或者反之，形成直接装有刷毛的刷头，其中，盖部 件构造为小盖板，所述小盖板使刷体变得完整。然后，在最后的实施形 式中，刷头能够形成为小的圆片，并且设有对于所谓的电动牙刷而言必 需的具有用于耦联到驱动机构上的栓的小盖板。

附图说明

参考附图从多个实施形式的下述说明中获得本发明的其他特征和 优点。在附图中示出：

图1示出在组装前，装有刷毛的刷毛支架小板和刷把的拉开的立体 视图；

图2示出用于图解说明将热塑性塑料部件相互塑化加工以进行焊接 的方法步骤的示意的剖视图；

图3示出已制成的牙刷的立体的局部视图；

图4示出贯穿按照图3的牙刷的头部区域的横截面；

图5至图10示出在具有可塑化加工的消耗结构的刷头上的固定区 域的不同的实施形式的变型方案；

图11示出在组装前，圆形的刷毛支架小板的和其盖部的被拉开的立 体视图；

图12示出由在图11中示出的部件组装的刷子的立体视图；

图13示出具有置于深处的头部固定区域和安装在其中的可塑化加 工的消耗结构的刷把的另一变型方案；

图14示出在另一实施形式中，在组装前，带有刷毛的刷毛支架小 板的和刷把的被拉开的立体视图；

图14a示出具有已安置的挡热板的刷把的局部剖视图；

图14b示出具有已安置的挡热板的刷毛支架小板的局部剖视图；

图14c示出刷把和刷毛支架小板之间的连接区域的局部剖视图；

图15示出在另一实施形式中，在组装前，装有刷毛的刷毛支架小 板的和刷把的被拉开的立体视图；

图15a示出具有已安置的挡热板的刷毛支架小板的局部剖视图；

图15b示出具有已安置的挡热板的刷把的局部剖视图；

图15c示出根据变型方案的具有已安置的挡热板的刷毛支架小板的 局部剖视图；

图15d示出在根据15a或15c的变型方案中的在刷把和刷毛支架小 板之间的连接区域的局部剖视图；

图15e示出根据另一变型方案的具有已安置的挡热板的刷毛支架小 板的局部剖视图；

图15f示出在根据图15e的变型方案中的在刷把和刷毛支架小板之 间的连接区域的局部剖视图；

图16示出在另一实施形式中，在组装前，装有刷毛的刷毛支架小 板的和刷把的被拉开的立体视图；

图16a示出具有已安置的挡热板的刷把的局部剖视图；

图16b示出具有已安置的挡热板的刷毛支架小板的局部剖视图；

图16c示出在刷把和刷毛支架小板之间的连接区域的局部剖视图；

图16d示出根据另一变型方案的具有已安置的挡热板的刷毛支架小 板的局部剖视图；

图16e示出在根据图16d的变型方案中，在刷把和刷毛支架小板之 间的连接区域的局部剖视图；

图17a示出安装在刷毛支架小板的圆周边缘上的、具有细小的凸出 部的形式的焊接辅助部的局部剖视图；

图17b示出焊接辅助部的变型方案；和

图17c示出焊接辅助部的另一变型方案。

具体实施方式

所述方法的下述实施形式涉及牙刷的制造。然而，相同的原理也能 够应用于制造其他类型的刷子。

在图1中示出牙刷把中的刷颈10和头部部件12，所述头部部件具 有用于已安装有刷毛的、呈刷毛支架小板16形式的刷毛支架的装配区 域14。刷毛支架小板16装配有不同地形成的和成型的刷毛束，所述刷 毛束优选以在开始时提及的AFT方法固定。但是，根据刷毛或刷元件 的类型，其他固定方法也是可能的，例如喷射弹性部件或粘贴天然纤维。

头部部件12的装配区域14，也称为盖部件，装配有具有由彼此包 围的环形的细小的肋形式的消耗结构，所述肋从固定区域的底部突出。 所述肋由头部部件的外圆周边缘12a包围。消耗结构的形状在很大程度 上是可变的，并且由所选择的固定方法的过程参数来确定。消耗结构18 一方面提供用于与刷毛支架小板16焊接的材料，另一方面提供需要的 量，以便尽可能完全地填满处于头部部件12和刷毛支架小板16之间的 空间。

在图2中简化地假定的是，从固定区域的底部突出的消耗结构18 是小块。装有刷毛的刷毛支架小板16由头部小板20和锚固在其上的刷 毛簇22组成，所述刷毛簇熔融在头部小板20的背侧上，并且在必要时 形成连续的熔融层。在头部小板20的背侧和头部部件12的装配区域之 间装入加热装置，所述加热装置在此象征性地示为电加热线圈24。所述 加热装置24优选加热头部小板20的圆周边缘20a，如在图2中通过小 箭头加以说明的，并且在相对置的侧上加热消耗结构18和形成在头部 部件12的圆周边缘12a上的连接边缘12b。相反，头部部件的包围所 述连接边缘12b的外部区域12c保持不被加热。借助于加热装置24，对 热塑性塑料以易控制的方式进行塑化加工，紧接着移除加热装置24，并 且将所述部件压在一起，以便将其彼此焊接，其中头部小板20和具有 消耗结构18的刷把由所述热塑性塑料制成。图3示出已制成的刷头。 从图4中可见，在刷毛支架小板16的背侧和头部部件12之间未留有无 效体积，因为消耗结构在塑化加工状态下和在压力作用下渗入所有空腔 中，并且将所述空腔填满。在图4中也能看到，头部部件12的连接边 缘与刷毛支架小板16的圆周边缘焊接，然而头部部件12的外表面未损 坏，并且保留其形状。

消耗结构的在图5至10中示出的变型方案是特殊的实施形式，在 所述变型方案中具有用于所应用的连接方法的每个单独的特殊优点，所 述优点关于在焊接时和压在一起时的可塑化加工性、流变特性，并且关 于将所有空腔尽可能完全填满的能力。

在图5中，消耗结构再次实施为彼此环形包围的细小的肋，然而所 述肋的数量比在图1中更少，并且在固定区域的底部上形成台阶18a， 所述台阶包围环形的肋18。

在图6中，细小的肋彼此平行地沿纵向方向延伸。在图7中，所述 肋同样彼此平行地，但是沿横向方向延伸。

在图8中，消耗结构构造为细小的小块，所述小块的横截面是十字 形的。在图9中，消耗结构也是小的小块，然而在此，所述小块的横截 面是环形的。

如图10示出的，也可能的是，在固定区域的底部上设置有突出的 平台，所述平台能够以一件式地连续，或者也分为多件。在固定区域的 底部上的平台高度取决于待相互连接的部件的几何形状。板型消耗结构 在热作用下易于塑化加工至更小的深度，这在头部部件小板非常平坦的 情况下能够是有利的。

图11示出一个实施形式，在所述实施形式中，装有刷毛的刷毛支架 30是在所谓的电动牙刷中所使用的圆形刷体的部件。在此，小盖板32 用作为盖部件，所述小盖板同样构造为圆形的，并且在其朝向刷毛支架 30的侧上具有装配区域，所述装配区域具有模制的、呈同心的圆环形的 细小的肋形式的消耗结构18。小盖板32在其背离刷毛支架的背侧上设 有栓34，所述栓确定为用于耦联到驱动机构上。在图11中示出的实施 形式中，类似于在图2中图解说明的方法，焊接所述部件；在图12中 示出结果。

在图1至4中示出的实施形式的一个变型方案在于，根据在图13 中的视图，头部部件12通过台阶13从刷颈10下沉。消耗结构18以与 在图5中类似的方式构造。在所述实施形式中，刷毛支架小板具有相应 更大的厚度。

在图14中图解说明的是，待焊接的区域的和消耗结构的选择性的 塑化加工能够在所述方法的实际的实施方案中进行。在已示出的实施形 式中，将刷毛支架小板的平坦的圆周边缘20a和刷把的同样平坦的连接 边缘12b焊接。根据图14a，在通过热辐射加热时，将刷把12的包围 待塑化加工的面的外边缘借助相应地形成的挡热板30覆盖。同样地， 根据图14b，刷毛支架小板的非待塑化加工的外表面，更确切地说，侧 表面和前表面的外边缘借助适合地形成的挡热板32覆盖。在将部件压 在一起后在图14c中示出结果。焊接连接以箭头“S”标记。消耗结构 形成熔融部18a，所述熔融部填满已连接的部件的间隙。

根据刷元件22的材料特性，也能够实现与所述刷元件的熔融部的 焊接。

图15和16示出在刷把12和刷毛支架小板20之间的焊接连接的其 他变型方案。

在图15中，刷把12在用于刷毛支架小板的容纳部的区域中具有台 阶23。根据图15a或15c，刷毛支架小板应不仅焊接在平坦的圆周边缘 上，而且也焊接在侧表面上。相应地，借助挡热板32只覆盖前侧的边 缘（图15a）或者覆盖所述边缘和刷毛支架小板20的侧表面的一小部分 （图15c）。此外，借助于挡热板30覆盖刷把12的邻接于台阶23的外 表面。图15d示出在将所述部件压在一起之后的结果。附图中的小箭头 指向焊接面。然而，当不应焊接刷毛支架小板20的侧表面时，借助挡 热板32也覆盖侧表面，如在图15e中示出的；在图15f中示出结果。

在图16中，刷毛支架小板20具有弯折的圆周边缘，所述圆周边缘 的端面形成连接边缘20c。刷把的相应的连接边缘12b位于消耗结构18 的圆周边缘上。如在图16a中示出的，用挡热板30覆盖刷把12的包围 连接边缘12b的外表面。当也应焊接刷毛支架小板20的侧表面时，借 助挡热板32仅覆盖前侧的边缘，如在图16b中示出的。图16c示出将 部件压在一起之后的结构。图16c中的小箭头指向焊接面。然而，当不 应焊接刷毛支架小板20的侧表面时，所述侧表面也被挡热板32覆盖， 如在图16d中示出的，在图16e中示出结果。

在图17中示出用于使焊接过程变得容易的改进方案。在图17a中， 在刷毛支架小板20的圆周边缘上的待焊接的面上模制有细小的尖齿形 的凸出部或突出部，在加热时，借助于辐射对所述凸出部或突出部特别 快地进行塑化加工。根据图17b，所述凸出部40能够限制到刷毛支架 小板20的平坦的圆周边缘上。根据图17c，不仅设有在刷毛支架小板 20的平坦的圆周边缘上的凸出部40，而且也设有在刷毛把12的连接边 缘上的相应的凸出部42。

在俯视图中测量，未进行塑化加工的圆周边缘12a优选具有比消耗 结构更大的厚度，

同样在俯视图中观察，未进行塑化加工的圆周边缘12a的厚度最大 为1.5mm，优选为0.5mm至1mm。

消耗结构的最大厚度被证实为最大1.5mm的厚度，其中，所述厚 度优选仅为0.5mm至1mm。