本發(fā)明涉及一種用于制造刷毛制品、尤其刷子的方法和一種刷毛制品制造裝置。

背景技術(shù)：

1、刷毛制品在不同實施方式中例如作為刷子或者也作為牙刷預(yù)先已知。刷子的造型并且尤其是其刷毛載體的造型顯著地有助于其使用特性。

2、在此，刷毛載體的造型也是可想到和期望的，然而這些造型可能使刷毛制品的制造并且尤其刷毛絲在刷毛制品的刷毛載體上的緊固變得困難。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、因此本發(fā)明的任務(wù)是，提供開頭所述類型的方法和裝置，所述方法和裝置允許高效地制造刷毛制品并且尤其制造具有改善的使用特性和較高的設(shè)計自由度的刷子。

2、為了解決該任務(wù)，首先提出具有獨立權(quán)利要求1的特征的方法。因此為了解決該任務(wù)，尤其提出一種用于制造刷毛制品、尤其刷子、優(yōu)選牙刷的方法，所述刷毛制品具有刷毛載體和由刷毛絲構(gòu)成的刷毛組，其中，將刷毛載體和刷毛絲的緊固側(cè)的端部通過熱接合過程互相連接，并且將所述刷毛載體、尤其是其外輪廓通過所述刷毛載體的溫度變化而從初始形狀變形成目標(biāo)形狀。

3、以這種方式，在充分利用刷毛載體在熱接合過程中的溫度變化的情況下，引起刷毛載體的形狀適配并且尤其是其外輪廓的形狀適配。在這種做法中可以避免刷毛載體的機械變形，也就是如下變形，在該變形中刷毛載體通過機械工具被加載力并由此變形。在執(zhí)行該方法時使用的刷毛絲和刷毛載體優(yōu)選由塑料制成。

4、根據(jù)本發(fā)明的方法能夠?qū)崿F(xiàn)高效的且對于刷毛載體特別溫和的變形。在此可以避免刷毛載體由于其變形而受損，因為刷毛載體可以在不使用機械造型模具的情況下變形。

5、用于使刷毛載體變形的力優(yōu)選可以單獨通過刷毛載體的溫度變化產(chǎn)生，刷毛載體在熱接合過程中經(jīng)歷該溫度變化。該溫度變化可以在于刷毛載體的加熱和/或冷卻。

6、刷毛載體和刷毛絲的緊固側(cè)的端部可以被加熱，以便將刷毛載體和緊固側(cè)的端部置于對于它們的連接所期望的溫度。刷毛載體和刷毛絲之間的連接可以是材料鎖合的連接。刷毛載體和刷毛絲之間的連接可以在不使用緊固錨或緊固環(huán)的情況下建立。

7、在本方法的實施方式中，刷毛絲的緊固側(cè)的端部可以與刷毛載體相對地熔化。緊接著，刷毛載體和刷毛組的刷毛絲可以彼此連接。刷毛絲和刷毛載體可以在它們被加熱之后彼此接觸，以便能夠?qū)崿F(xiàn)刷毛絲和刷毛載體的連接。

8、在所述方法的優(yōu)選實施方式中規(guī)定，在刷毛載體與刷毛絲連接之后，刷毛載體通過溫度變化而變形。因此刷毛絲與刷毛載體的連接可以在刷毛載體尚未變形的情況下進行，這可以簡化刷毛載體和刷毛絲之間的連接，因為刷毛載體在其初始形狀中可以具有對于與刷毛絲連接有利的形狀并且緊接著才獲得其在刷毛制品的使用特性方面優(yōu)化的形狀。在制造刷毛絲與刷毛載體之間的連接之后，刷毛載體才在該方法的該實施方式中通過溫度變化而變形。

9、在本方法的實施方式中，刷毛載體、尤其是其刷毛組側(cè)面通過溫度變化而凹入地變形。最后通過這種凹入的變形，刷毛組的用戶側(cè)的表面、即如下的面也凹入地變形，刷毛絲在刷毛制品上的自由端部布置在該面中。這樣變形的刷毛組可以特別適合于特殊的清潔工作，例如當(dāng)刷毛制品被構(gòu)造和使用為牙刷時用于牙齒清潔。

10、熱接合過程可以包括冷卻步驟，在所述冷卻步驟中，刷毛絲和/或刷毛載體冷卻以使刷毛載體變形。因此用于刷毛載體變形的溫度變化可以包括刷毛載體的冷卻。熱接合過程的過程步驟（在該過程步驟中冷卻刷毛載體）可以包括主動和/或被動地冷卻刷毛載體。在被動冷卻時，刷毛載體例如可以暴露于環(huán)境溫度并且然后通過向環(huán)境輸出熱量而冷卻。通過主動地冷卻刷毛載體，可以有針對性地例如借助冷卻裝置減少或影響刷毛載體的冷卻時間。在此，冷卻裝置可采用的冷卻溫度可低于采用該方法的空間的平均室溫。

11、刷毛載體可以具有通過所述刷毛載體的優(yōu)選以注塑工藝進行的制造引起的預(yù)緊。預(yù)緊可以通過熱接合過程在刷毛載體變形的情況下降低或消除。通過刷毛載體在其未變形的初始位置中的預(yù)緊，刷毛載體可以具有偏離目標(biāo)形狀的形狀。在消除刷毛載體的預(yù)緊的情況下，刷毛載體然后可以改變其被預(yù)緊的初始形狀并且采用所期望的目標(biāo)形狀。因此例如可以想到，刷毛載體在其初始形狀中具有負曲率，也就是說例如在其刷毛組側(cè)面上凸形彎曲。通過刷毛載體的變形可以取消負曲率，從而刷毛載體在熱接合過程之后具有未彎曲的平坦的刷毛組側(cè)面。

12、在本方法的實施方式中，刷毛載體至少在邊緣側(cè)被加熱到高于其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的溫度。將刷毛載體加熱到高于其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的溫度一方面可以有利于刷毛載體與刷毛絲的優(yōu)選材料鎖合的連接并且另一方面也有利于其通過溫度變化而引起的變形。

13、刷毛載體可以具有由在其材料中的添加劑和/或所述刷毛載體中的混合物、例如纖維引起的預(yù)緊，所述預(yù)緊通過所述刷毛載體在所述熱接合過程中的溫度變化在所述刷毛載體變形的情況下被降低或消除。

14、在本方法的另一實施方式中，刷毛載體可以包括至少兩個塑料部件，這些塑料部件可以具有不同的熱膨脹系數(shù)和/或不同的收縮特性和/或形成刷毛載體的不同區(qū)段。以這種方式，刷毛載體可能通過溫度變化而在不同的區(qū)段中不同地變形。

15、在本方法的實施方式中例如規(guī)定，刷毛載體在其刷毛組側(cè)面上由第一塑料部件構(gòu)成，而其背側(cè)由第二塑料部件構(gòu)成，所述第二塑料部件具有與所述第一塑料部件不同的熱膨脹系數(shù)和/或具有另外的收縮特性。

16、在刷毛載體溫度變化時，不同的塑料部件對溫度變化在其造型和/或變形方面所呈現(xiàn)的不同反應(yīng)于是可以在刷毛載體總變形為所期望的目標(biāo)形狀時被利用。

17、在本方法的實施方式中，刷毛載體的變形可以至少局部地通過止擋來界定。例如絲保持件可以用作止擋，利用該絲保持件在刷毛絲與刷毛載體連接時保持刷毛絲。

18、在本方法的一種實施方式中，刷毛載體的變形也可以通過刷毛載體的初始幾何結(jié)構(gòu)來預(yù)設(shè)。

19、在此，如前所述，刷毛載體可以具有優(yōu)選預(yù)緊的初始形狀，該初始形狀通過刷毛載體的溫度變化而朝向目標(biāo)形狀改變。刷毛載體也可以具有局部材料加厚部，這些局部材料加厚部有針對性地預(yù)設(shè)刷毛載體由于刷毛載體的溫度變化而產(chǎn)生的變形。同樣的情況也適用于橫截面縮小、缺口、收縮或類似的局部材料削弱部，這些材料削弱部可設(shè)定刷毛載體的初始幾何結(jié)構(gòu)并且這些材料削弱部在刷毛載體的溫度變化時預(yù)設(shè)刷毛載體的變形。

20、刷毛載體可以具有至少一個限定的變形區(qū)域，該變形區(qū)域具有比刷毛載體的鄰接區(qū)域更小的變形阻力。因此該變形區(qū)域可以是刷毛載體的這樣的區(qū)域，該區(qū)域通過其在刷毛載體上的位置有針對性地影響和限定由于刷毛載體的溫度變化而引起的變形。

21、所述刷毛載體可以具有至少一個增強區(qū)域，尤其在所述增強區(qū)域中，所述刷毛載體具有較大的材料厚度和/或設(shè)有加固。增強區(qū)域可以具有比刷毛載體的相鄰區(qū)域更高的變形阻力。刷毛載體的變形也可以有針對性地通過刷毛載體的至少一個增強區(qū)域來影響。

22、在本方法的實施方式中可以規(guī)定，為了所述變形，將所述刷毛載體局部加熱到比在鄰接區(qū)域中更高或更低的溫度。鄰接區(qū)域可以是與刷毛載體的局部調(diào)溫區(qū)域鄰接的區(qū)域。

23、為了使刷毛載體變形，可以在刷毛載體的刷毛組側(cè)面和刷毛載體的背側(cè)之間產(chǎn)生溫度梯度。這種溫度梯度也會影響刷毛載體從初始形狀向目標(biāo)形狀的變形。

24、如前所述，熱接合過程可以包括冷卻步驟，在該冷卻步驟中優(yōu)選主動地冷卻刷毛載體并且通過該冷卻步驟將刷毛載體變形成目標(biāo)形狀。也可以局部地冷卻刷毛載體并且在其它部位局部地加熱刷毛載體。在刷毛載體的不同側(cè)上產(chǎn)生溫度梯度也可以通過局部加熱和局部冷卻刷毛載體而引起。

25、為了使刷毛載體有針對性地變形，可以預(yù)設(shè)冷卻時間和/或冷卻速度。此外，刷毛載體可以如前所述地局部被冷卻，并且刷毛載體的不同區(qū)域可以以不同的溫度和/或冷卻速度和/或冷卻時間被冷卻。這也可以通過刷毛載體的溫度變化引起刷毛載體的有針對性的變形。

26、刷毛載體可以利用保持件保持，該保持件僅在其外表面的部分區(qū)域上接觸刷毛載體。外表面例如可以是刷毛載體的鄰接到刷毛組側(cè)面上的外表面，包括刷毛載體的背離刷毛組側(cè)面的背側(cè)。

27、這種類型的保持件的應(yīng)用，尤其用于制造具有易損的刷毛載體和/或具有相對于刷毛載體邊緣保持僅較小的邊緣距離的刷毛組的刷毛制品，是有幫助的。也就是說已證實，保持件和刷毛載體之間的機械接觸也會影響刷毛載體和刷毛絲之間的熱接合過程。保持件會通過其與刷毛載體的機械接觸而導(dǎo)致工藝熱量從刷毛載體中的散熱。因此刷毛載體的尤其邊緣側(cè)的區(qū)域可以通過在保持件和刷毛載體之間的機械接觸以不期望的方式被冷卻，這可能會損害刷毛絲與刷毛載體之間的恰好在刷毛載體的邊緣區(qū)域中的過程安全且可靠的連接。

28、由于保持件僅在其外表面的部分區(qū)域上接觸刷毛載體，所以由保持件引起的從刷毛載體的散熱可被減小到對于在刷毛載體和刷毛絲之間的可靠連接可容忍的程度。

29、刷毛載體可以利用保持件來保持，該保持件具有用于保持至少一個刷毛載體的保持輪廓，該保持輪廓被至少一個留空部貫穿，從而保持件僅在刷毛載體的外表面的部分區(qū)域上接觸刷毛載體。保持件例如可以具有至少一個缺口作為留空部，從而在保持件與刷毛載體的背側(cè)之間的直接機械接觸僅存在于刷毛載體的背側(cè)的一部分上。通過保持件上的至少一個留空部，例如可以至少在刷毛載體的背側(cè)的部分區(qū)域上構(gòu)造氣墊，而刷毛載體布置在保持件上。這也避免在執(zhí)行熱接合過程時從刷毛載體中不期望的散熱。

30、在執(zhí)行所述方法時，刷毛組的用戶側(cè)的面（其也可以被稱為清潔側(cè)）可以被輪廓化。這可以在刷毛絲與刷毛載體連接之前、在刷毛絲與刷毛載體連接時和/或在刷毛絲與刷毛載體連接之后進行。

31、為了刷毛組的清潔側(cè)的輪廓化，可以利用凸凹成型的對應(yīng)保持件尤其在刷毛絲的清潔側(cè)上支撐刷毛絲。下面還要詳細闡述的刷毛制品制造裝置為此可以具有相應(yīng)凸凹成型的對應(yīng)保持件。

32、這樣凸凹成型的刷毛組的刷毛絲的可能存在的緊固側(cè)的突出部可以通過熱接合過程被熔化或燒盡并由此被拉平。也可以想到裁切可能存在的緊固側(cè)的突出部，以便在執(zhí)行熱接合過程之前或在執(zhí)行熱接合過程時拉平刷毛組的緊固側(cè)。

33、在本方法的實施方式中規(guī)定，刷毛載體和刷毛組的刷毛絲的緊固側(cè)的端部為了相互連接而以限定的接合力相互擠壓。接合力例如可以在0和10牛頓之間。在施加限定的接合力的情況下刷毛載體與刷毛絲的連接可以有利于刷毛絲在刷毛載體上的緊固質(zhì)量。

34、利用力測量裝置、尤其利用測力計、利用壓力彈簧和/或借助調(diào)節(jié)驅(qū)動器的電流消耗可以確定接合力，利用所述調(diào)節(jié)驅(qū)動器將所述保持件和刷毛絲相互擠壓。然后可以將利用力測量裝置求取的接合力與額定值進行比較并且相應(yīng)地后調(diào)節(jié)用于使刷毛載體和刷毛絲彼此擠壓的調(diào)節(jié)驅(qū)動器。所測量的接合力可以用作為用于刷毛制品制造機的控制單元的輸入?yún)⒘?，該控制單元設(shè)置用于執(zhí)行該方法。

35、根據(jù)實際測量的接合力，刷毛制品制造機的控制單元可以相應(yīng)地后調(diào)節(jié)該調(diào)節(jié)驅(qū)動器，以便以期望的接合力進行刷毛載體和刷毛絲之間的連接。

36、力測量裝置也可以被設(shè)置用于，借助于調(diào)節(jié)驅(qū)動器的電流消耗來確定接合力，借助于該調(diào)節(jié)驅(qū)動器將保持件和刷毛絲彼此擠壓。

37、如果力測量裝置包括壓力彈簧，則可以根據(jù)壓力彈簧的壓縮在已知其彈簧特性曲線的情況下確定接合力。

38、為了解決該任務(wù)，還提出一種刷毛制品制造裝置，其被設(shè)置用于執(zhí)行根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的用于制造刷毛制品的方法。

39、刷毛制品制造裝置可以具有加熱裝置，該加熱裝置被設(shè)置用于加熱刷毛組的刷毛絲的緊固側(cè)的端部和刷毛載體，刷毛組的刷毛絲應(yīng)與該刷毛載體連接。在此，加熱裝置可以被設(shè)置用于熔化相對于刷毛載體的刷毛絲的緊固側(cè)的端部。

40、加熱裝置可以包括兩個加熱面，它們中的第一加熱面被設(shè)置用于加熱待制造的刷毛制品的刷毛組的刷毛絲的緊固側(cè)的端部并且第二加熱面被設(shè)置用于加熱待制造的刷毛制品的刷毛載體，刷毛組的刷毛絲應(yīng)與該刷毛載體連接。

41、加熱裝置可以被設(shè)置用于將刷毛絲的緊固側(cè)的端部和刷毛載體加熱到不同的溫度。為此，加熱裝置可以被設(shè)置用于將其加熱面加熱至不同的溫度。刷毛絲的緊固側(cè)的端部和刷毛載體的加熱在此例如可以通過熱輻射進行。在這種情況下，加熱裝置可以具有至少一個加熱元件，例如加熱棒和/或加熱反射鏡。

42、加熱裝置可以被設(shè)置用于將第一加熱面加熱到足以使刷毛絲的緊固側(cè)的端部熔化的溫度。加熱裝置也可以被設(shè)置用于將第二加熱面加熱到如下溫度，該溫度足以將刷毛載體加熱到低于其熔化溫度和/或高于其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的溫度。這可以有利于刷毛絲與刷毛載體的可靠連接。

43、在刷毛制品制造裝置的實施方式中，兩個加熱面彼此背離。因此一個加熱元件或多個加熱元件（在其上可構(gòu)造有加熱面）可布置在一方面準(zhǔn)備好用于連接的刷毛絲與另一方面刷毛載體之間，以便相應(yīng)地加熱刷毛載體和刷毛絲的緊固側(cè)的端部以用于其連接。

44、刷毛制品制造裝置可以具有用于主動冷卻刷毛載體的冷卻裝置，以便能夠在熱接合過程中執(zhí)行前面已經(jīng)提到的冷卻步驟。

45、刷毛制品制造裝置可以具有用于尤其夾緊地保持刷毛組的刷毛絲的絲保持件。絲保持件可以如之前在方法的上下文中已經(jīng)闡述的那樣用作用于界定刷毛載體的變形的止擋。

46、為了解決該任務(wù)，也提出了一種具有針對這種刷毛制品制造裝置的第二獨立權(quán)利要求的特征的刷毛制品制造裝置。這種刷毛制品制造裝置也可以被設(shè)置用于尤其按照針對這種方法的方法來制造具有刷毛載體和由刷毛絲構(gòu)成的刷毛組的刷毛制品。刷毛制品制造裝置具有保持件，該保持件被設(shè)置用于在其外表面的部分區(qū)域上尤其夾緊地保持至少一個刷毛載體。

47、保持件可以被設(shè)定和設(shè)置用于，在執(zhí)行前面已經(jīng)詳細描述的熱接合過程時保持至少一個刷毛載體。

48、這種特殊的保持件由于其設(shè)計方案而避免在執(zhí)行熱接合過程時從被保持的刷毛載體過度地散熱。這有利于刷毛絲與刷毛載體之間的可靠連接，該刷毛載體本身僅具有小的質(zhì)量和/或小的體積并且因此僅通過保持件與刷毛載體之間的可能用于刷毛絲與刷毛載體之間的可靠連接的機械接觸會過快冷卻。

49、保持件可以具有用于保持至少一個刷毛載體的保持輪廓，該保持輪廓可以構(gòu)造在用于刷毛載體的保持件的保持座上和/或可以被至少一個留空部穿過。留空部可以是如下留空部，該留空部避免刷毛載體和保持件之間的直接接觸并且尤其避免保持件和刷毛載體的背側(cè)之間的直接接觸。

50、作為留空部，保持件例如可以在用于刷毛載體的保持座上具有至少一個缺口。該至少一個缺口可以是朝向用于刷毛載體的保持座和/或朝向在保持位置中位于保持件上的刷毛載體的背側(cè)的缺口。該缺口例如可以呈凹處或凹陷的形式存在。在該留空部中于是可以在保持件的材料與位于保持座上的刷毛載體之間構(gòu)造氣墊，通過該氣墊可避免保持件與刷毛載體之間的直接機械接觸和與此相關(guān)的從刷毛載體的散熱。

51、保持件可以具有至少一個保持指部，該保持指部形成保持輪廓的至少一部分。保持指部可以具有與刷毛載體的接觸面，該接觸面明顯小于待保持的刷毛載體的外表面。

52、保持件可以構(gòu)造為夾具并且具有至少兩個相互配屬的夾具顎板，在所述夾具顎板上構(gòu)造有保持件的保持輪廓的至少一部分。在夾具顎板上可以布置至少一對相互配屬的保持指部。因此每個夾具顎板可以具有至少一個保持指部。每個夾具顎板也可以在朝向待夾住的刷毛載體的背側(cè)的側(cè)面上具有留空部，通過該留空部可以避免夾具顎板和刷毛載體之間的直接接觸。

53、為了刷毛組的清潔側(cè)的輪廓化，可以利用被凸凹成型的對應(yīng)保持件支撐刷毛絲。為此，刷毛制品制造裝置可以具有相應(yīng)凸凹成型的對應(yīng)保持件。

54、在刷毛制品制造裝置的一種實施方式中，該刷毛制品制造裝置具有調(diào)節(jié)驅(qū)動器，該調(diào)節(jié)驅(qū)動器被設(shè)置用于以限定的接合力將刷毛載體抵靠準(zhǔn)備好的刷毛絲擠壓，以便將刷毛載體與刷毛絲連接。

55、刷毛制品制造裝置可以具有力測量裝置，例如具有測力計和/或壓力彈簧，以用于確定接合力。

56、在刷毛制品制造裝置的一種實施方式中，力測量裝置可以沿力流方向布置在調(diào)節(jié)驅(qū)動器和用于刷毛載體的保持件之間。然后調(diào)節(jié)驅(qū)動器的驅(qū)動力可以通過力測量裝置，尤其當(dāng)該力測量裝置構(gòu)造為測力計時，傳遞到保持件上。

57、為了將該調(diào)節(jié)驅(qū)動器的驅(qū)動力傳遞到該測力計上，第一力傳遞元件、尤其壓桿可以布置在該調(diào)節(jié)驅(qū)動器和該測力計之間。

58、在測力計和保持件之間可以布置第二力傳遞元件，尤其第二壓桿，驅(qū)動力然后可以通過第二力傳遞元件作為接合力從測力計傳遞到保持件上。

59、作為調(diào)節(jié)驅(qū)動器例如可以使用氣動的、液壓的或電動的調(diào)節(jié)驅(qū)動器。氣動的調(diào)節(jié)驅(qū)動器例如可以包括至少一個氣動缸。液壓調(diào)節(jié)驅(qū)動器例如可以包括至少一個液壓缸。

60、在使用電調(diào)節(jié)驅(qū)動器時，由調(diào)節(jié)驅(qū)動器通過保持件傳遞到刷毛載體上的接合力也可以根據(jù)電調(diào)節(jié)驅(qū)動器的電流消耗來確定。在刷毛制品制造裝置的這種實施方式中，力測量裝置由此被設(shè)置用于由調(diào)節(jié)驅(qū)動器的電流消耗導(dǎo)出接合力。

61、刷毛制品制造裝置可以具有控制單元，該控制單元被設(shè)置用于根據(jù)所求取的接合力來控制調(diào)節(jié)驅(qū)動器。

62、代表接合力的值可以被刷毛制品制造機的控制單元用作輸入?yún)⒘?，根?jù)該輸入?yún)⒘縼砜刂普{(diào)節(jié)驅(qū)動器，以便以限定的接合力實現(xiàn)刷毛載體和刷毛絲之間的連接。