способ и устройство для получения щеток
Классы МПК: | A46B9/04 для зубных щеток A46D1/08 получение равномерных пучков щетины A46D1/06 устройства для резки щетины |
Автор(ы): | ВАЙРАУХ Георг (DE) |
Патентообладатель(и): | КОРОНЕТ-ВЕРКЕ ГМБХ (DE) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2000-02-24 публикация патента:
10.08.2004 |
Изобретение относится к производству щеток. Способ производства щеток из, по меньшей мере, двух различных видов щетинок включает сведение их в, по меньшей мере, одну группу, прикрепленную к опоре. Группа щетинок образована из подгрупп, которые набирают из разного количества щетинок. Щетинки каждый подгруппы обжимают в ходе формования в формующем устройстве, придавая сечение, соответствующее их сечению внутри группы щетинок, после чего сводят подгруппы, сохраняя их сечения в направляющих с образованием сечения группы щетинок. Изобретение позволяет повысить качество очистки. 2 с. и 22 з.п. ф-лы, 49 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16, Рисунок 17, Рисунок 18, Рисунок 19, Рисунок 20, Рисунок 21, Рисунок 22, Рисунок 23, Рисунок 24, Рисунок 25, Рисунок 26, Рисунок 27, Рисунок 28, Рисунок 29, Рисунок 30, Рисунок 31, Рисунок 32, Рисунок 33, Рисунок 34, Рисунок 35, Рисунок 36, Рисунок 37, Рисунок 38, Рисунок 39, Рисунок 40, Рисунок 41, Рисунок 42, Рисунок 43, Рисунок 44, Рисунок 45
Формула изобретения
1. Способ получения щеток, содержащих опору и, по меньшей мере, два различных вида щетинок, сведенных, по меньшей мере, в одну группу (31) четко определенного сечения, прикрепленную к опоре, причем щетинки одного вида сводят в подгруппу (27, 28) и подгруппы сводят в группу щетинок через сходящиеся направляющие (15), после чего группу щетинок (31) прикрепляют к опоре, отличающийся тем, что щетинки каждой подгруппы (27, 28) формуют в формообразующих направляющих (15, 16) формирующего устройства (3) с получением сечения, соответствующего их сечению в группе щетинок (31), после чего указанные подгруппы (27, 28) сводят при сохранении их соответствующих сечений с образованием сечения группы щетинок (31).2. Способ по п.1, отличающийся тем, что каждую из подгрупп (27, 28), образующих при сведении группу щетинок (31), набирают из разного количества щетинок.3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что после сведения подгрупп (27, 28) группу щетинок (31) подают в держатель (4) для подачи группы щетинок (31) на прикрепление к опоре.4. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что щетинки каждой подгруппы (27, 28) обжимают в ходе формования в формирующем устройстве (3).5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что все группы комплекта щетинок формуют в формирующем устройстве (3) одновременно.6. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что все группы комплекта щетинок подают в держатель (4), вмещающий все группы щетинок.7. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что все группы комплекта щетинок формируют в формирующем устройстве (3) последовательно и переправляют в держатель (4), вмещающий все группы щетинок.8. Способ по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что подгруппы (27, 28) сводят в группу (31) щетинок различной длины и затем подают в держатель (4) и плоско нарезают между формирующим устройством (3) и держателем (4).9. Способ по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что группы щетинок в держателе (4) зажимают.10. Способ по любому из пп.1-9, отличающийся тем, что рабочие концы щетинок из групп, зажатых в держателе (4), подвергают механической обработке, например, округлению.11. Способ по любому из пп.1-10, отличающийся тем, что щетинки в держателе (4) подвергают осевому смещению относительно друг друга в незажатом состоянии так, что их рабочие концы (29, 30) образуют различные огибающие поверхности.12. Способ по п.11, отличающийся тем, что щетинки одной или нескольких подгрупп (27, 28) подвергают осевому смещению относительно друг друга так, что их рабочие концы (29, 30) образуют различные огибающие поверхности.13. Способ по любому из пп.1-12, отличающийся тем, что концы (32) подлежащих закреплению щетинок, противоположные их рабочим концам, подготовляют в держателе (4) к закреплению в опоре.14. Способ по любому из пп.1-13, отличающийся тем, что подгруппы (27, 28) поддерживают разъединенными на близком расстоянии при сведении в группу щетинок (31).15. Способ по любому из пп.1-13, отличающийся тем, что подгруппы (27, 28) плотно упаковывают при сведении в группу щетинок (31).16. Способ по любому из пп.1-15, отличающийся тем, что щетинки каждой подгруппы (27, 28) получают из бесконечных моноволокон одного вида, наматывая шнуры (11, 12) бесконечных моноволокон на различные шпули, снимают шнуры щетинок одного вида со шпуль и вставляют их в направляющие так, чтобы они образовывали каждая отдельную подгруппу, причем щетинки всех подгрупп (27, 28), формирующих группу щетинок, подают на направляющие одновременно.17. Способ по любому из пп.1-15, отличающийся тем, что подгруппы (27, 28) образуют из нарезанных щетинок соответствующей длины.18. Устройство для осуществления способа по пп.1-16, отличающееся тем, что для образования группы щетинок (31), состоящей из, по меньшей мере, двух подгрупп (27, 28) щетинок различных видов, предусмотрена, по меньшей мере, одна шпуля со шнуром (11, 12) моноволокон одного вида щетинок на каждую подгруппу (27, 28), причем шпули связаны со следующим за ними, по меньшей мере, одним вытяжным устройством (1) с одним направляющим каналом (10) на каждый шнур, за вытяжным устройством (1) установлено стационарное формирующее устройство (3) с соответствующим количеством формообразующих каналов (15, 16), отверстия которых, обращенные к вытяжному устройству (1), соосны с направляющими каналами (10), имеют сечение каналов (15, 16), изменяющееся в соответствии с сечением подгрупп (27, 28) в сторону противоположных отверстий, и выполнены сходящимися в направлении сечения, соответствующего сечению группы щетинок, а шнуры (11, 12) снимаются со шпуль и проталкиваются через формирующее устройство (3) с помощью линейно перемещающегося вытяжного устройства (1).19. Устройство по п.18, отличающееся тем, что за формирующим устройством (3) установлен подвижный держатель (4) для, по меньшей мере, одной группы щетинок, содержащий удерживающие каналы (25, 26), соответствующие по форме и местоположению обращенным к ним формообразующим каналам (15, 16) формирующего устройства (3), причем подгруппы, образованные в формирующем устройстве (3) и сведенные в группу щетинок, подаются в держатель (4), а между формирующим устройством (3) и держателем (4) установлено отрезное устройство (8) для нарезки щетинок подгрупп (27, 28) в держателе на нужную длину, причем держатель (4) с группой щетинок способен перемещаться для прикрепления группы щетинок к опоре.20. Устройство по п.18 или 19, отличающееся тем, что формообразующие каналы (15, 16) формирующего устройства образуют поверхность, сужающуюся в направлении изменения сечения.21. Устройство по любому из пп.18-20, отличающееся тем, что по меньшей мере, два раздельно перемещаемых вытяжных устройства (1, 2) расположены одно за другим, воздействуя совместно или по отдельности на шнуры (11, 12), образующие подгруппы (27, 28), вводя подгруппы в держатель (4) на одинаковую или разную длину.22. Устройство по любому из пп.18-21, отличающееся тем, что вытяжные устройства (1, 2) и держатель (4) содержат параллельные пластины (10, 13, 17 или 22, 23, 24), одна из которых способна перемещаться как прижимная плита (13, 17, 24) поперек направления направляющих или удерживающих каналов (10, 25, 26).23. Устройство по любому из пп.18-22, отличающееся тем, что держатель (4) с зажатыми в нем подгруппами (27, 28) способен перемещаться мимо устройств для обработки, и/или отделки рабочих концов, и/или обработки закрепляемых концов щетинок.24. Устройство по п.23, отличающееся тем, что щетинки группы или подгрупп щетинок способны перемещаться по оси относительно друг друга при разжатой зажимной плите.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к способу получения щеток, состоящих из опоры и щетинок, по меньшей мере, двух различных видов, прикрепленных к опоре и объединенных в, по меньшей мере, одну группу, имеющую четко определенное сечение, путем объединения щетинок одного вида в подгруппу, причем подгруппы, образующие группу щетинок, сведены в сходящиеся направляющие, образуя группу щетинок, по существу прикрепленную к опоре. Изобретение относится также к устройству для осуществления указанного способа.Известные щетки состоят из опоры и прикрепленных к ней щетинок, которые обычно сведены в группы щетинок, т.е. пучки. Группы щетинок устанавливаются на опоре либо механическим путем, так называемой перфорацией, или, если и щетинки, и опора изготовлены из пластика, термическим путем, иногда в сочетании с механической деформацией. Эти новые способы предусматривают приваривание щетинок к поверхности опоры, вставление пучков щетинок в опорную поверхность, которая оплавляется в большей или меньшей степени, а также литье под давлением, когда концы щетинок расширяются оплавлением, и материал опоры экструдируется вокруг этого участка. Такими термическими способами получают, например, зубные, гигиенические и т.п. щетки.Подбор материала, сечения и длины щетинок зависит в основном от назначения щетки. Расположение и количество щетинок в пучке, размещение и форма самих пучков или щетинок, объединяемых в группы, различаются в зависимости от применения. В понятие “щетка” входят также щеткоподобные устройства для нанесения различных сред, в которых щетинки сведены, как правило, только в одну группу - пучок, пакет и т.п.Как с недавних пор известно специалистам, зубные щетки с ровно обрезанными щетинками, у которых все концы лежат в одной плоскости, не удовлетворяют требованиям стоматологической гигиены, поскольку они не вычищают в достаточной степени криволинейные и неровные поверхности зубов, а также межзубные промежутки. Поэтому созданы зубные щетки с профилированными поверхностями щетинок, например волнистыми. Известны также щетки, в которых концы щетинок в каждом пучке образуют коническую поверхность. Все это призвано обеспечить проникновение щетинок в межзубные промежутки.Однако стоматологи доказали, что острые концы отдельных щетинок или вершины волнистых пучков оказывают неприемлемое разрушающее действие на гладкие поверхности зубов, оставляя на них глубокие царапины. Они также могут повреждать десны, что причиняет неудобства, особенно для чувствительных десен.Эти недостатки ослабляются, но не устраняются известной зубной щеткой по заявке WO 96/16571. Она состоит из щетинок, концы которых образуют коническую поверхность, оказывающую агрессивное вышеописанное воздействие. Более того, в каждом пучке некоторые щетинки длиннее остальных, и их концы лежат в одной плоскости. Поэтому отдельные щетинки выступают за пределы пучка. Эта конфигурация имеет целью облегчить очистку межзубных промежутков, поскольку отдельным щетинкам легче проникать туда, чем целым коническим пучкам. Такие щетки сложны в производстве, поскольку для втягивания удлиненных щетинок в пучок необходима специальная операция.Макроскопические исследования показали, что на поверхности зубов существуют мелкие трещины, в которые обычные щетинки ввиду большого диаметра не могут проникнуть, так что они остаются неочищенными. Для чистки зубов при осторожном обращении с деснами предложены более тонкие, волокнообразные щетинки (DE 9408268 U1), помещенные в замкнутую оболочку, за пределы которой выступают лишь концы. Эти тонкие волокна за пределами оболочки сгибаются и практически не оказывают действия. Кроме того, острые кромки оболочки повышают риск травмирования десен и повреждения поверхности зубов. Такие щетки крайне сложны в производстве.В зубных щетках и щетках других видов, например рисовальных кистях, для достижения нужной цели группы щетинок должны принимать определенные геометрические формы, и в них должны вставляться разнородные щетинки. В DE 1604673 описаны пучки различного сечения, а в DE 3505972 - сочетания пучков различной формы. Для получения таких разнородных пучков бесконечные моноволокна скручиваются в шнуры, каждый из которых состоит из ряда моноволокон, соответствующего числу щетинок в пучке. Шнур из моноволокон протягивают через формирующее устройство, придающее шнуру неправильного сечения нужную форму. По выходе из формирующего устройства из шнура нарезают пучки необходимой длины и прикрепляют к опоре. Это позволяет только варьировать форму пучков.В заявке Германии 19616309 предложено получать пучки щетинок различных видов путем скручивания бесконечных моноволокон разных типов в шнур, из которого нарезают пучки. В этом случае различные виды щетинок распределены в пучке статично, всюду одинаково, вне связи с назначением щетки. В Европейской заявке 0716821 описаны зубные щетки и щетки для волос, в которых щетинки различных видов собраны в группы.В известных щетках с пучками, полученными литьем под давлением (патент США 5728408) щетинки, нарезанные на длину пучка, выталкивают из магазина пуансонами и вставляют в каналы и полость формы точного литья. Таким образом можно проводить несколько пучков круглого сечения через сходящиеся соседние каналы, получая полосоподобные группы щетинок, ширина которых соответствует диаметру пучка. Соседние пучки могут состоять из различных щетинок, образующих с соседними полосообразную группу. Различные типы щетинок, перемешанные таким образом в пограничной зоне между соседними пучками, оказываются бесполезными. Поскольку щетинки различных видов в такой полосообразной группе соседствуют между собой, все они в разной степени подвергаются преждевременному износу.Целью настоящего изобретения является дальнейшее развитие известного способа по патенту США 5728408 согласно ограничительной части п.1 формулы, с тем, чтобы можно было получать щетки, в которых группы щетинок состоят из подгрупп различного сечения щетинок разных видов и в разных количествах и имеют любую форму согласно их назначению.Поставленная цель в соответствии с изобретением достигается тем, что щетинки каждой подгруппы формуют в направляющей формирующего устройства с получением сечения, соответствующего сечению данной подгруппы в группе щетинок, а затем подгруппы объединяют в направляющих с получением сечения группы щетинок. Предпочтительно группу щетинок затем подают в держатель, транспортирующий ее для прикрепления к опоре. Можно также прикреплять готовую группу щетинок к опоре сразу после формования.Способ в соответствии с изобретением позволяет получать группу щетинок определенного сечения из подгрупп щетинок различных видов определенного сечения так, что различные виды щетинок присутствуют в группе щетинок в определенной геометрической форме, оптимально приспособленной для того или иного назначения щетки. При такой геометрической форме, полученной в формирующем устройстве, группы щетинок либо образующие их подгруппы можно последовательно размещать в держателе и прикреплять к опоре известными механическими или термическими способами при сохранении указанной геометрической формы. Способ в соответствии с изобретением обеспечивает получение групп щетинок произвольного сечения, состоящих из подгрупп произвольного сечения, оптимизированных для конкретного назначения. Подгруппы могут располагаться, например, концентрично, сегментами, секторами или полосами.Изобретение позволяет включать в каждую подгруппу различное количество щетинок.Предпочтительно щетинки каждой подгруппы при формовании тесно сжимают так, чтобы они плотно соприкасались и поддерживали друг друга. Такое плотноупакованное расположение щетинок особенно предпочтительно при термическом способе крепления группы щетинок к опоре, поскольку расплавленный пластический материал опоры не затекает между щетинками.При способе в соответствии с изобретением все группы щетинок щетки или одновременно, или последовательно формуют в формирующем устройстве. В обоих случаях их подают в держатель, вмещающий все группы щетинок, что позволяет сразу крепить к опоре весь комплект щетинок.В предпочтительном варианте осуществления изобретения подгруппы после сведения в группу щетинок подают еще с разной длиной в держатель и плоско обрезают между формирующим устройством и держателем.Это позволяет размещать рабочие концы подгрупп, образующих группы щетинок, в различных плоскостях так, чтобы их разные свойства одновременно проявлялись при эксплуатации щеток.Предпочтительно группы щетинок в держателе зажимают для сохранения геометрической формы, приданной в формирующем устройстве.Это позволяет, в частности, рабочие концы щетинок, закрепленных в держателе группы щетинок, подвергать механической обработке, например округлению, и в то же время облегчить подготовку противоположных закрепляемых концов к установке в опоре, например оплавлять их в единую ножку пучка, формовать или придавать нужный размер.В незажатом состоянии щетинки в держателе можно смещать по оси относительно друг друга, что позволяет создавать из рабочих концов каждой подгруппы поверхности различного вида. Они могут быть гладкими, негладкими и иметь разную кривизну.Способ в соответствии с изобретением обеспечивает тесное прилегание подгрупп друг к другу при формовании группы щетинок с получением плотноупакованной группы, в которой подгруппы разделены четко определенными поверхностями.В предпочтительном варианте осуществления изобретения щетинки в подгруппах получают из бесконечных моноволокон, наматывая шнуры из моноволокон одного вида на раздельные шпули, снимая шнуры со шпуль и подавая их на направляющие с образованием подгруппы, причем щетинки всех подгрупп, входящих в группу, подают на направляющие одновременно. Шнуры, образующие подгруппы, могут содержать разное количество бесконечных моноволокон.Можно также набирать подгруппы из нарезанных щетинок соответствующей длины.Изобретение также охватывает устройство для осуществления заявленного способа. Такое устройство формует группу щетинок, состоящую из, по меньшей мере, двух подгрупп щетинок разных видов, и содержит, по меньшей мере, одну шпулю со шнуром из моноволокон одного вида для каждой подгруппы щетинок, расположенное за шпулей, по меньшей мере, одно вытяжное устройство с одним направляющим каналом для каждого шнура и расположенное за вытяжным устройством стационарное формирующее устройство, имеющее соответствующее количество формообразующих каналов, отверстия которых, обращенные к вытяжным устройствам, соосны с направляющими каналами, тогда как выходные отверстия выполнены по форме сечения той или иной подгруппы и одновременно сходятся в объединительное сечение, соответствующее сечению группы щетинок в целом. Предпочтительно за формирующим устройством расположен подвижный держатель с удерживающими каналами, форма и расположение которых соответствуют форме и расположению обращенных к ним направляющих каналов вытяжного устройства, благодаря чему шнуры снимаются со шпуль линейно подвижным вытяжным устройством, проводятся через формирующее устройство и, при желании, подаются в держатель. Устройство для осуществления способа согласно изобретению содержит также отрезное устройство между формирующим устройством и держателем для порезки группы щетинок, находящейся в держателе, на отрезки нужной длины. Держатель с группой щетинок может перемещаться для прикрепления группы щетинок к опоре.Устройство в соответствии с изобретением циклично выпускает группы щетинок или полный комплект щетинок из нескольких групп, а затем подает их на прикрепление к опоре или в держатель для последующего прикрепления к опоре.Формообразующие каналы формирующего устройства могут иметь одинаковую конусность в направлении изменения сечения так, чтобы щетинки одной подгруппы одновременно обжимались в ходе формования.В предпочтительном варианте осуществления изобретения имеются, по меньшей мере, два вытяжных устройства, установленных одно за другим, которые раздельно или совместно обрабатывают шнуры, образующие подгруппы, и подают подгруппы в держатель в одинаковом или различном темпе.Тем самым можно получать подгруппы различной длины в одной группе щетинок.Вытяжное устройство и держатель предпочтительно содержат параллельные пластины, одна из которых является прижимной плитой и может перемещаться поперек направляющих или удерживающих каналов.В устройстве в соответствии с изобретением держатель с зажатой в нем группой щетинок можно подводить к устройству для обработки и/или устройству для отделки рабочих концов щетинок и/или заделываемых в опору концов до того, как группа щетинок или включающий несколько таких групп комплект щетинок будут прикреплены к опоре.Способ и устройство в соответствии с изобретением облегчают производство щеток, имеющих щетинки, сгруппированные в определенные сечения, причем каждая группа содержит, по меньшей мере, две подгруппы разнородных щетинок, которым приданы дополнительные сечения и между которыми имеются плоские или криволинейные разделительные поверхности. Тем самым исключается беспорядочное смешение различных видов щетинок, а подгруппам внутри каждой группы щетинок придается четкая геометрическая форма.По меньшей мере, одна подгруппа в группе щетинок может охватывать другую подгруппу, например две подгруппы могут располагаться концентрично друг другу, либо несколько подгрупп в группе щетинок концентрично охватывают центральную подгруппу.По меньшей мере, две подгруппы в группе щетинок могут состоять из щетинок различного сечения, различной формы, выполненных из различных материалов или материалов с различными свойствами, с различным характером поверхности или различного цвета.В предпочтительном варианте осуществления изобретения одна подгруппа в группе щетинок состоит из щетинок с меньшей прочностью на изгиб, чем в охватывающей ее подгруппе (подгруппах). Тем самым внутренние, более мягкие, например, более тонкие щетинки получают опору со всех сторон, по меньшей мере, на часть своей длины.В каждой группе щетинок в таком варианте щетинки с меньшей прочностью на изгиб выступают за концы окружающих более прочных щетинок.В каждой группе щетинок концы щетинок одной подгруппы могут образовывать плоские, при необходимости различные поверхности, либо криволинейные поверхности, при необходимости криволинейные поверхности различной кривизны.Концы щетинок во всех подгруппах одной группы предпочтительно образуют гладкие криволинейные поверхности, которые в другом предпочтительном варианте симметричны относительно оси, проходящей параллельно щетинкам данной группы.Далее изобретение рассматривается на примерах, изображенных на чертежах:фиг.1 - схематический вид сбоку устройства для осуществления способа;фиг.2-6 - различные элементы устройства, показанного на фиг.1;фиг.7-12 - устройство по фиг.1 на различных этапах осуществления способа;фиг.13-17 - другой вариант выполнения устройства для осуществления способа;фиг.18-21 - схематические виды сбоку в продольном разрезе различных вариантов групп щетинок;фиг.22-31 - виды сверху групп щетинок, состоящих из различных подгрупп;фиг.32 - вид сбоку группы щетинок, состоящей из двух подгрупп;фиг.33 - вид сверху группы щетинок по фиг.32;фиг.34 - вид сбоку группы щетинок из двух подгрупп в ином варианте;фиг.35 - вид сверху варианта по фиг.34;фиг.36 - частичный вид в перспективе головки зубной щетки;фиг.37 - частичный вид в перспективе другого варианта головки зубной щетки;фиг.38 - вид сбоку щетки по фиг.37;фиг.39 - вид сверху щетки по фиг.37;фиг.40 - частичный вид в перспективе еще одного варианта головки зубной щетки;фиг.41 - частичный продольный разрез головки зубной щетки по фиг.40;фиг.42 - частичный вид в перспективе головки электрической зубной щетки;фиг.43 - частичный вид в перспективе сменной головки электрической зубной щетки;фиг.44-46 - виды сбоку (а) и сверху (b) различных вариантов рисовальной кисти;фиг.47 - вид кисти в разрезе;фиг.48 - вид сверху щетки по фиг.43;фиг.49 - вид кистей по фиг.47, повернутых на 90
Класс A46B9/04 для зубных щеток