專利名稱：松弛絲端部倒圓的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熱塑材料松弛絲端部倒圓的方法，特別是，該熱塑材料絲用于制造刷和牙刷。
用于牙齒或美發(fā)的刷，必須具有自由端倒圓的硬毛，以避免傷害或損傷使用者。硬毛端部的倒圓，是在硬毛設(shè)置在刷體上后，用磨削或輻射熱的方法完成的。根據(jù)更新的技術(shù)，硬毛是用植入模制(implant-molded)在刷體上的。這一技術(shù)允許使用預(yù)切割和預(yù)倒圓絲，取消在硬毛設(shè)置于刷體上后再終加工的步驟。硬毛設(shè)置在刷體上之前端部倒圓比硬毛設(shè)置在刷體上后端部倒圓更為方便。
在使用磨削方法端部倒圓時，必須使絲的自由端完全對準垂直于絲簇或絲束長度方向的平面，該平面用端部倒圓工具的工作平面表示。這一要求已被在專利文獻中確認和堅持，例如，EP 0 346 646B1。只要這一要求未能滿足，絲的端部不能作到在每一側(cè)均是一致倒圓和光滑。此外，在每一步驟中能處理的絲的數(shù)量受到限制，因為絲端必須是自由的以能橫向偏斜，從而使絲的端面能呈現(xiàn)在倒圓工具面前，并能從各方向以各側(cè)邊與倒圓工具的工作面接觸。
近來，已提出一種新的倒圓技術(shù)，其中，可獲得一種完善而一致的倒圓質(zhì)量，這是借助于在端部倒圓工具工作表面與絲自由端部間產(chǎn)生摩擦實現(xiàn)的，而不是用磨削。正如在德國實用新型No.296 14 118所公開的，這一技術(shù)所達到的倒圓效果還不完全了解，但在絲端部與工具工作表面間的的相對速度是基本擦參數(shù)。相對速度必須產(chǎn)生一定量的摩擦，以足以使構(gòu)成絲的熱塑材料加熱至接近其熔點，但又不過熱至破壞絲的端部。此技術(shù)已被成功地應(yīng)用于處理已設(shè)置在牙刷體上的硬毛簇，于是硬毛簇(或絲)以較小的絲簇暴露在端部倒圓工具的工作表面。過去認為不可能處理大量成束的硬毛或絲，因為所希望的摩擦和熱集中在絲自由端所處的平面的中心部。這種摩擦集中，從而形成熱集中在絲束端平面的中心部，是由于中心部的絲具有增大的橫向支承，可在其與倒圓工具接觸時抵抗偏斜。處于中心部的絲剛度較大，是因為它被其周圍的絲所支持。因此，不可能獲得在絲束橫截面內(nèi)均勻的熱分布。然而，如上所述，新的倒圓技術(shù)要求在嚴格的極限內(nèi)一致的加熱狀態(tài)。
本發(fā)明提供一種用于刷制造的松弛熱塑材料絲的端部倒圓方法，其中，可使用依靠摩擦而不是磨削的新的倒圓技術(shù)，一次可加工較大數(shù)量的絲。根據(jù)本發(fā)明，絲是以較大直徑的絲簇或絲束呈現(xiàn)在端部倒圓工具前，絲的自由端暴露在端部倒圓工具前，以在絲端部和工作表面間作相對運動，使絲的材料被預(yù)定強度的摩擦加熱。當絲暴露在工具的工作平面前時，允許橫向偏斜，并沿絲簇或絲束的縱向夾持，使絲簇的自由端共同限定一表面，該表面不是垂直于絲縱向軸線的平面。由于絲使其端部處于不是垂直于絲簇和絲束縱向軸線平面的表面，單根絲的的抗彎曲能力，可調(diào)節(jié)成使在絲簇或絲束的整個橫截面上摩擦熱一致。具體說，在推薦實施例中，絲的懸伸長度，靠近中心處的比靠近外周邊的較長。從幾何學的觀點，絲的自由端設(shè)置在一凸形表面內(nèi)。此凸形表面可為圓錐、截頂圓錐或半圓球。
本發(fā)明的其它特征和細節(jié)，從對幾個實施例結(jié)合附圖所作的下列說明變得一目了然。在附圖中

圖1、2和3中示出了絲束呈現(xiàn)在端部倒圓工具前的三種可能形式；圖4為圖1布局的局部放大圖；圖5為圖3布局的局部放大圖；圖6、7和8為原理圖，圖解示出了新端部倒圓方法的三個實施例。
圖1示出圓柱絲束的通常布局，絲束的自由端限定一垂直于絲束軸線的平面。用這種布局，絲的端部倒圓可使用傳統(tǒng)的磨削方法。
在圖3的布局中，絲束中絲的自由端限定一圓錐表面。
現(xiàn)參看圖4和5，從圖4可見，在絲束12中靠近中心部的絲10被大量環(huán)繞在其周圍更靠近外周邊的絲14橫向支承。因此，更靠近外周邊的絲，在端部倒倒圓工具經(jīng)過絲的自由端時，其抗彎曲變形的能力較低。應(yīng)當理解，如圖1、2和3所示，絲束是在從距絲自由端預(yù)定距離處徑向夾緊，于是，每一絲在與端部倒圓工具工作表面接觸時會橫向變形。在圖5所示的圓錐布局中，絲束中心部的絲比更靠近外周邊的絲具有更長的懸伸長度。記住，根據(jù)材料力學理論，橫向變形由懸臂梁公式計算f＝F·l33·E·I式中f＝絲尖的側(cè)向位移F＝作用在絲束端部的外力l＝絲束的長度E，I＝所給絲材料彈性常數(shù)和梁截面常數(shù)可容易地看出，在中心部的絲由于四周較多絲的支承而形成的較大的抗偏斜能力，可由在中心部絲的更大懸伸長度所抵銷。在推薦實施例中，絲束中每一絲的端所具有的懸伸長度，根據(jù)在端部倒圓工具與其接觸時，保證在橫向變形方面，絲束橫截面上抗傾斜能力本質(zhì)上一致來確定。
盡管上述要求用圖3所示圓錐形布局能最好地滿足，也可使用圖2所示布局，其中，絲的自由端限定一與垂直于絲束軸線平面成一角度的平面。
在圖6所示方法中，單個絲簇或絲束20從裝經(jīng)過預(yù)切、包捆好的平行絲的供料器22取出。絲簇或絲束20被徑向夾住并這樣軸向夾持在夾緊裝置24中。夾緊裝置24連同所夾持的絲簇或絲束20隨后在預(yù)定互補柱塞26、28間運動，而夾緊裝置松弛。如圖所示，柱塞具有互補的凹凸輪廓表面。當柱塞26、28與絲簇或絲束20的軸向端部接觸，而夾緊裝置24是松弛時，絲彼此間會產(chǎn)生相對位移，結(jié)果形成類似于圖3所示的形狀。夾緊裝置隨后再次夾緊并運動至一端部倒圓工具。端部倒圓工具30具有一旋轉(zhuǎn)的圓柱輪，該輪限定了一具有摩擦特性而不是磨削的工作表面。端部倒圓工具的特性和材料的細節(jié)在德國實用新型No.296 14 118中可以找到。應(yīng)當指出，圓柱輪的旋轉(zhuǎn)速度本質(zhì)上超過以磨削結(jié)構(gòu)的類似端部倒圓工具的轉(zhuǎn)速。此外，端部倒圓工具的一個重要方面在于圓柱輪32具有一蒙皮，用蒙皮的材料進行摩擦，并摩擦加熱所接觸的熱塑材料絲的自由端。最后，重要的是使圓柱輪32的覆蓋層與圓柱輪32的輪體熱隔絕，從而使圓柱輪32的輪體不致成為散熱裝置。端部倒圓工具的形狀并不是關(guān)鍵，例如，旋轉(zhuǎn)圓盤即可使用。
雖然圖中所示是單個端部倒圓工具，推薦的方法使用數(shù)個加工步驟。在每一加工步驟，絲簇或絲束的絲自由端暴露在旋轉(zhuǎn)的端部倒圓工具前。
在最后加工步驟完成后，夾緊裝置24運動至卸除站，在此，夾緊裝置24釋放。絲的軸向兩端現(xiàn)在與一對柱塞34、36接觸，該柱塞具有相面對、彼此對齊的平面。經(jīng)加工而端部被倒圓后的絲現(xiàn)在對準一平面，絲被卸入箱38，該箱盛放經(jīng)過精加工的絲，準備用于植入模制法，在該處這些絲在刷體注塑時被設(shè)置在刷體上。
圖7中的實施例不同于圖6的只是柱塞34a。36a具有傾斜面，用以對準箱38中的精加工過的絲。
在圖8所示實施例中，一連續(xù)的平行絲束40，被夾緊裝置41在從自由端起距離為D1處從徑向夾緊。第二夾緊裝置43設(shè)置在距自由端為D2處，但是處于松弛狀態(tài)。一具有凹入圓錐輪廓的成形元件44現(xiàn)在與絲的自由端在圖8中的42處接觸。這些絲軸向運動以使絲自由端對準所希望的錐形表面，絲束的外層絲向外凸出，如圖8中的45處所示。夾緊裝置43現(xiàn)在夾緊，絲的自由端暴露在端部倒圓工具30前，正如在圖6和7的所示方法那樣。在全部加工步驟已經(jīng)完成后，夾緊裝置43釋放，所需長度的經(jīng)過倒圓的絲從絲束40被切下，隨后送往盛絲的箱38。
權(quán)利要求
1.一種熱塑材料松弛絲端部倒圓的方法，該方法用于刷制造，絲以絲簇或絲束的形式呈現(xiàn)在端部倒圓工具前，絲的自由端暴露在工具的工作表面前，絲端部與工作表面間的相對運動將絲的材料，借助預(yù)定強度的摩擦加熱，其中當絲暴露在工具工作表面前時，允許絲橫向傾斜，而絲被夾持成沿絲簇或絲束的軸向，絲的自由端限定一表面，該表面不同于垂直于絲束軸線的平面。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述表面的形狀不同于一平面。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，絲具有懸伸長度，其中，所述表面上更靠近絲簇或絲束中心部的絲的長度，大于所述表面上更靠近外周邊處的絲的長度。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述表面具有凸形。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述表面具有圓錐形。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述表面為一與垂直于所述軸線的平面相傾斜的平面。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，在絲簇或絲束的每一絲的端部具有一懸伸長度，該長度根據(jù)保證所述絲簇或絲束整個橫截面內(nèi)，在與所述工作表面接觸時，就橫向變形而言。具有本質(zhì)上一致的抗傾斜變形的能力。
8.如權(quán)利要求1至7任一所述的方法，其中，所述工具的工作表面為圓柱形。
9.如權(quán)利要求1至8任一所述的方法，其中，所述絲簇或絲束從一經(jīng)過包捆的預(yù)切絲的供料器中取出，所述絲簇或絲束的至少一軸向端面被一成形元件接觸，該成形元件具有與所述表面形狀對應(yīng)的表面，以使絲軸向彼此相對運動，直至所述絲的自由端限定了所述表面，絲簇或絲束被徑向夾緊，絲的自由端暴露在所述工具的所述工作表面前，所述絲簇或絲束被釋放，所述絲彼此軸向移動以使軸向端部對準在垂直于其長度方向的平面，所述絲被放入盛經(jīng)過倒圓絲的容器中。
10.如權(quán)利要求1至8任一所述的方法，其中，一連續(xù)平行絲束，當絲束對齊一平面時，在距絲自由端部的第一距離處沿徑向夾緊，所述自由端部，與具有與所述表面形狀對應(yīng)的成形面的成形元件接觸，以使絲沿軸向彼此相對運動，直至所述絲的自由端限定了所述表面，所述絲簇或絲束在從絲的自由端的第二距離處沿徑向夾緊，第二距離小于第一距離，將所述絲的自由端暴露在所述工具的所述工作表面，所述絲簇或絲束在距絲自由端的所述第二距離處釋放，以允許所述絲彼此相對軸向移動，使其軸向端對準在垂直于其長度的平面，包括所述自由端的一定長度的絲從所述絲束切下，切下的絲放在盛放經(jīng)過倒圓的絲的容器內(nèi)。
11.如權(quán)利要求9或10所述的方法，其中，將所述絲的自由端部暴露在所述工作表面的步驟，用不同的加工工具重復數(shù)次。
全文摘要
為植入模制牙刷,使用預(yù)切和預(yù)倒圓的熱塑材料絲。松弛的絲以絲簇或絲束的形式呈現(xiàn)在倒圓工具面前,絲的自由端暴露在工具的工作表面。絲自由端和工作表面間的相對運動,使絲的材料被預(yù)定強度的摩擦所加熱。當絲暴露在工具工作表面前時允許橫向偏斜,而絲被夾持成沿絲簇或絲束的軸向,絲的自由端共同限定一表面,該表面不同于垂直于該軸線的平面,因此實現(xiàn)了在絲簇或絲束的整個橫截面上,當與倒圓工具接觸時,在橫向變形方面,絲的抗偏斜的能力本質(zhì)上一致。
文檔編號A46D9/02GK1266359SQ98808002
公開日2000年9月13日 申請日期1998年8月12日 優(yōu)先權(quán)日1997年8月12日
發(fā)明者巴特·熱拉爾·布舍里 申請人:G·B·布舍里股份有限公司