[发明专利]松弛丝端部倒圆的方法

说明书

本发明涉及热塑材料松弛丝端部倒圆的方法，特别是，该热塑材料丝用于制造刷和牙刷。

用于牙齿或美发的刷，必须具有自由端倒圆的硬毛，以避免伤害或损伤使用者。硬毛端部的倒圆，是在硬毛设置在刷体上后，用磨削或辐射热的方法完成的。根据更新的技术，硬毛是用植入模制(implant-molded)在刷体上的。这一技术允许使用预切割和预倒圆丝，取消在硬毛设置于刷体上后再终加工的步骤。硬毛设置在刷体上之前端部倒圆比硬毛设置在刷体上后端部倒圆更为方便。

在使用磨削方法端部倒圆时，必须使丝的自由端完全对准垂直于丝簇或丝束长度方向的平面，该平面用端部倒圆工具的工作平面表示。这一要求已被在专利文献中确认和坚持，例如，EP 0 346 646B1。只要这一要求未能满足，丝的端部不能作到在每一侧均是一致倒圆和光滑。此外，在每一步骤中能处理的丝的数量受到限制，因为丝端必须是自由的以能横向偏斜，从而使丝的端面能呈现在倒圆工具面前，并能从各方向以各侧边与倒圆工具的工作面接触。

近来，已提出一种新的倒圆技术，其中，可获得一种完善而一致的倒圆质量，这是借助于在端部倒圆工具工作表面与丝自由端部间产生摩擦实现的，而不是用磨削。正如在德国实用新型No.296 14 118所公开的，这一技术所达到的倒圆效果还不完全了解，但在丝端部与工具工作表面间的的相对速度是基本擦参数。相对速度必须产生一定量的摩擦，以足以使构成丝的热塑材料加热至接近其熔点，但又不过热至破坏丝的端部。此技术已被成功地应用于处理已设置在牙刷体上的硬毛簇，于是硬毛簇(或丝)以较小的丝簇暴露在端部倒圆工具的工作表面。过去认为不可能处理大量成束的硬毛或丝，因为所希望的摩擦和热集中在丝自由端所处的平面的中心部。这种摩擦集中，从而形成热集中在丝束端平面的中心部，是由于中心部的丝具有增大的横向支承，可在其与倒圆工具接触时抵抗偏斜。处于中心部的丝刚度较大，是因为它被其周围的丝所支持。因此，不可能获得在丝束横截面内均匀的热分布。然而，如上所述，新的倒圆技术要求在严格的极限内一致的加热状态。

本发明提供一种用于刷制造的松弛热塑材料丝的端部倒圆方法，其中，可使用依靠摩擦而不是磨削的新的倒圆技术，一次可加工较大数量的丝。根据本发明，丝是以较大直径的丝簇或丝束呈现在端部倒圆工具前，丝的自由端暴露在端部倒圆工具前，以在丝端部和工作表面间作相对运动，使丝的材料被预定强度的摩擦加热。当丝暴露在工具的工作平面前时，允许横向偏斜，并沿丝簇或丝束的纵向夹持，使丝簇的自由端共同限定一表面，该表面不是垂直于丝纵向轴线的平面。由于丝使其端部处于不是垂直于丝簇和丝束纵向轴线平面的表面，单根丝的的抗弯曲能力，可调节成使在丝簇或丝束的整个横截面上摩擦热一致。具体说，在推荐实施例中，丝的悬伸长度，靠近中心处的比靠近外周边的较长。从几何学的观点，丝的自由端设置在一凸形表面内。此凸形表面可为圆锥、截顶圆锥或半圆球。

本发明的其它特征和细节，从对几个实施例结合附图所作的下列说明变得一目了然。在附图中：

图1、2和3中示出了丝束呈现在端部倒圆工具前的三种可能形式；

图4为图1布局的局部放大图；

图5为图3布局的局部放大图；

图6、7和8为原理图，图解示出了新端部倒圆方法的三个实施例。

图1示出圆柱丝束的通常布局，丝束的自由端限定一垂直于丝束轴线的平面。用这种布局，丝的端部倒圆可使用传统的磨削方法。

在图3的布局中，丝束中丝的自由端限定一圆锥表面。

现参看图4和5，从图4可见，在丝束12中靠近中心部的丝10被大量环绕在其周围更靠近外周边的丝14横向支承。因此，更靠近外周边的丝，在端部倒倒圆工具经过丝的自由端时，其抗弯曲变形的能力较低。应当理解，如图1、2和3所示，丝束是在从距丝自由端预定距离处径向夹紧，于是，每一丝在与端部倒圆工具工作表面接触时会横向变形。在图5所示的圆锥布局中，丝束中心部的丝比更靠近外周边的丝具有更长的悬伸长度。记住，根据材料力学理论，横向变形由悬臂梁公式计算：

   f＝F·l³

   3·E·I

式中：

f＝丝尖的侧向位移

F＝作用在丝束端部的外力

l＝丝束的长度

E，I＝所给丝材料弹性常数和梁截面常数