<Desc/Clms Page number 1>
"Procédé de fabrication de brosses et machine de fabrication de brosses destinée à la mise en oeuvre du procédé" La présente invention concerne un procédé de fabrication de brosses dont les faisceaux de poils sont reliés à un corps de brosse par un processus de coulée sous pression, des écheveaux de poils étant en particulier saisis par la face extérieure, acheminés d'une zone de stockage de poils vers une zone de réception de faisceaux de poils et mis à longueur à ce dernier endroit.
En outre, la présente invention concerne une machine de fabrication de brosses comprenant un dispositif d'amenée de faisceaux de poils acheminant les faisceaux de poils vers une zone de fixation munie de trous de réception ainsi qu'un moule de coulée sous pression destiné à la fabrication de corps de brosses et à l'assemblage de ces corps de brosses avec les faisceaux de poils.
Lors de la fabrication de brosses dont les corps sont moulés par une machine de coulée sous pression et en même temps reliés aux faisceaux de poils acheminés vers les corps de brosses, il subsiste un problème selon lequel, lors du moulage périphérique du faisceau de poils, sous l'influence de la pression élevée, du plastique remonte entre les fils du faisceau de poils, respectivement entre la paroi perforée du corps de brosse et les faisceaux de poils et peut former sur la brosse moulée des saillies et des arêtes tranchantes, une telle brosse ayant mauvaise apparence et pouvant dans certaines circonstances être inutilisable. Dans le cas particulier des brosses à dents, de telles brosses peuvent également entraîner des blessures de la gencive.
Les interstices non désirés entre les fils des faisceaux de poils résultent d'une part de la disposition inclinée de fils individuels et d'autre part de la forme souvent ondulée
<Desc/Clms Page number 2>
de fils individuels suite au processus de fabrication.
Certes, si les fils des faisceaux de poils sont comprimés lors de l'introduction des écheveaux de faisceaux de poils dans les trous d'une zone de réception de faisceaux de poils, cette compression est toutefois si faible en raison de la pression d'amenée comparativement faible pouvant être appliquée par la griffe de serrage s'engrenant sur la face extérieure des écheveaux de faisceaux de poils, que le problème mentionné ci-dessus ne peut pas être résolu par cette compression.
Grâce au brevet allemand DE-PS 29 22 877, on connaît déjà un procédé et un dispositif permettant d'empêcher le dépôt de plastique dans le faisceau de poils durant le processus de moulage grâce au fait que ce faisceau de poils est directement compressé à l'extrémité située du côté du corps de brosse par des rétrécissements coniques des cavités du moule.
Cette zone de compression du faisceau de poils n'est toutefois que courte et la pression exercée par cette compression est limitée par la force d'insertion comparativement faible, cette zone pouvant ainsi être dépassée par la matière plastique se trouvant sous une pression élevée, cela pouvant entraîner les défectuosités déjà mentionnées sur les brosses et ainsi de plus grandes quantités de déchets.
En conséquence, il est également prévu une série de mesures supplémentaires permettant d'empêcher la pénétration de matière plastique dans la zone utile du faisceau de poils. Par exemple, les ouvertures de réception doivent être refroidies pendant la pénétration de la matière destinée à être coulée sous pression ou les faisceaux de poils sont insérés dans cette matière refroidie non soumise à la pression. n existe également déjà des procédés grâce auxquels la section transversale des trous de réception des faisceaux de poils et rétrécie partiellement après l'insertion des faisceaux de poils, par exemple au moyen d'une configuration en forme de pince de serrage.
<Desc/Clms Page number 3>
Ces procédés requièrent toutefois des frais comparativement élevés, en particulier eu égard à la multitude de faisceaux de poils d'une brosse et également en considération du petit diamètre des faisceaux de poils, par exemple dans le cas des brosses à dents, de telle sorte que ces procédés sont peu réalisables.
L'objectif de la présente invention est donc de développer un procédé et une machine de fabrication de brosses permettant de fabriquer des brosses par un processus de coulée sous pression, dans le cas desquelles la zone d'utilisation des faisceaux de poils ne présentent pas de résidus de matière plastique et la fabrication reste toutefois simple.
Pour parvenir à cet objectif, la présente invention propose en particulier que les faisceaux de poils se trouvant dans les trous de réception soient soumis à une pression sur la face avant, déplacés et amenés vers une installation de compression s'y raccordant directement destinée au rétrécissement de la section transversale des faisceaux de poils et à l'assemblage compact des fils de faisceaux de poils placés côte à côte et que par la suite les faisceaux de poils compressés ou précompressés soient guidés vers un moule de coulée sous pression.
Les faisceaux de poils se trouvant dans les trous de réception peuvent être soumis sur leur face avant à une force comparativement grande vu qu'ils ne peuvent pas dévier latéralement. Cela permet un déplacement des faisceaux de poils vers l'installation de compression même lorsque la résistance à la pression est élevée, les faisceaux de poils étant compressés radialement au cours de leur avancement dans l'installation de compression. Les faisceaux de poils ainsi préusinés présentent une telle compression de fils placés côte à côte que pendant le processus de coulée sous pression, une pénétration de la matière à mouler par injection n'est plus possible. Le processus de compression est facilement réalisable et nécessite peu de frais.
Une autre forme de réalisation prévoit que à l'intérieur de l'installation de compression plusieurs compressions des faisceaux de poils soient réalisées
<Desc/Clms Page number 4>
graduellement l'une à la suite de l'autre.
Dans la pratique, il s'est révélé que plusieurs compressions consécutives entraînant chaque fois un rétrécissement comparativement faible de la section transversale produisaient un meilleur résultat.
Selon une autre forme de réalisation de l'invention, il est prévu que lors du processus de compression soit également opérée une mise en forme des faisceaux de poils par déplacement longitudinal d'une partie des fils des faisceaux de poils.
Cette mise en forme peut dans la pratique être réalisée en une opération lors de la compression des faisceaux de telle sorte qu'elle ne requiert aucun frais supplémentaire.
La machine de fabrication de brosses conforme à l'invention et destinée à la mise en oeuvre du procédé est en particulier caractérisée en ce que à la fixation du faisceau de poils est adjointe une installation de compression des faisceaux, laquelle présente au moins un trou de réception du faisceau de poils dans la fixation, en ce qu'il est prévu pour le faisceau de poils un passage dont la section transversale est rétrécie par rapport au trou de réception du faisceau de poils principalement direct de la fixation du faisceau de poils à l'installation de compression, et en ce que sont prévus des poinçons de transport pour la coulée sous pression sur la face avant et pour le déplacement des faisceaux de poils.
Les faisceaux de poils se trouvant à l'intérieur de la fixation de faisceaux de poils sont transportés de cette fixation vers l'installation de compression directement contiguë, tandis qu'ils sont moulés par injection sur la face avant par des poinçons de transport engrenés dans les trous de réception. Grâce au raccordement direct avec l'installation de compression, le guidage latéral des faisceaux de poils pendant le processus de transfert est maintenu, de telle sorte que même lors d'une coulée sous pression élevée sur la face avant, une déviation latérale des fils des faisceaux de poils n'est pas possible. En conséquence, les faisceaux de poils peuvent également être compressés sous une pression élevée dans des trous de réception de section
<Desc/Clms Page number 5>
transversale réduite de manière conforme.
Selon une forme de réalisation pratique de l'invention il est prévu que la fixation de faisceaux de poils ainsi que l'installation de compression présentent des plaques à trous pourvues de trous de passage formant les trous de réception des faisceaux de poils, ces plaques à trous pouvant en position de transfert être amenées l'une audessus de l'autre de manière à coïncider. En règle générale, ces plaques à trous sont un peu plus épaisses que la longueur des faisceaux de poils, de telle sorte que les poinçons de transport peuvent être insérés avant la coulée sous pression des faisceaux de poils se trouvant dans ces poinçons. Les trous de passage permettent d'insérer les poinçons sur une des faces au choix, de telle sorte qu'une réception, respectivement un transfert est possible sur les faces désirées.
De préférence, l'installation de compression présente plusieurs plaques à trous dans lesquelles les faisceaux de poils sont introduits les uns à la suite des autres, les trous de passage d'une plaque à trous à l'autre présentant des sections transversales réduites et des poinçons de transport adaptés à cette section transversale étant adjoints à ces plaques à trous.
Le nombre d'étapes de compression et également chaque dimension de compression peuvent varier dans de grandes proportions et être adaptés aux exigences du moment.
Une forme de réalisation modifiée de l'invention, pour laquelle la protection autonome est revendiquée, prévoit que l'installation de compression présente une plaque à trous comprenant au moins une perforation de passage étagée dont la section transversale se rétrécit graduellement dans le sens d'insertion des faisceaux de poils et que aux sections individuelles de la perforation étagée soient adjoints des poinçons de transport adéquats pouvant être introduits dans la direction de transport.
Dans ce cas, une compression graduelle des faisceaux de poils peut être réalisée dans une seule plaque à trous à la fois. Dès lors, un poinçon de transport dont la section transversale est adjointe à chaque perforation est introduit dans les sections de
<Desc/Clms Page number 6>
perforation étagée. La section transversale se rétrécira alors de perforation en perforation et le faisceau de poils sera pressé dans la section de perforation suivante et plus étroite par le poinçon de transport présentant la plus grande section transversale avant d'être à nouveau poussé par le poinçon de transport suivant plus fin s'adaptant à cette section de perforation plus étroite. Le moule de coulée sous pression peut alors être disposé à l'autre extrémité de la plaque à trous afin d'assurer la réception du faisceau de poils compressé.
Des modes de réalisation supplémentaires de la présente invention font l'objet des revendications secondaires. L'invention, ainsi que ses caractéristiques principales, sera décrite ci-après à l'aide des figures, qui représentent respectivement :
Fig. 1 : une disposition comprenant une installation d'amenée pour les faisceaux de poils ainsi qu'une installation de compression ;
Fig. 2 : la disposition représentée à la figure 1 dans une autre position de fonctionnement ;
Fig. 3 : deux plaques à trous contiguës pourvues de perforations de passage pour les faisceaux de poils ainsi que d'un poinçon de transport coordonné ;
Fig. 4 : une plaque à trous pourvue d'une perforation étagée et de différents poinçons adjoints à ces sections de perforation ;
Fig. 5 :
une disposition correspondant à celle de la fig. 1 comprenant ici une installation de précompression disposée dans l'installation d'amenée ;
<Desc/Clms Page number 7>
Fig. 6 : une vue latérale partielle d'une brosse à dents dont l'aire d'implantation des poils est profilée ;
Figs. 7 et 8 : des représentations en coupe d'une plaque à trous garnie de faisceaux de poils mis en forme par des poinçons de transport formés et
Figs. 9 et 10 : des vues de faisceaux de poils se trouvant dans un moule de coulée sous pression et d'installations destinées à fondre les extrémités des faisceaux de poils.
Les figures 1 et 2 représentent une installation d'amenée 2 pour faisceaux de poils 3 placée en amont d'une machine de coulée sous pression 1 ainsi qu'une installation de compression 4.
Dans ce cas, les écheveaux 6 de faisceaux de poils sont acheminés vers une fixation 7 de faisceaux de poils par des bobines d'alimentation 5. Cet acheminement a lieu à l'aide d'un dispositif d'avancement 8, qui conformément au champ de trous suivant des brosses devant être produites présente des trous de passage disposés dans trois plaques superposées. Le dispositif d'avancement 8 peut être déplacé vers l'avant et vers l'arrière, les écheveaux 6 de faisceaux de poils pouvant être saisis et tirés des bobines d'alimentation 5. La fixation des écheveaux résulte du déplacement latéral de la plaque centrale du dispositif d'avancement, de telle sorte qu'il entraîne un serrage.
Les extrémités libres de l'écheveau sont introduites dans la fixation 7 présentant également un champ de trous pourvus de trous de passage 9 correspondant au champ de trous suivant de la brosse. Les sections d'écheveaux introduites sont alors sectionnées à l'aide d'une lame 10, de telle sorte que dans la fixation 7 se trouvent des faisceaux de poils 3 de longueur adéquate. La section transversale des trous de passage 9 dans la fixation 7 est calculée de telle manière que les extrémités des écheveaux puissent être introduites aisément par le dispositif d'avancement 8 dans les trous de passage 9.
<Desc/Clms Page number 8>
Sur la face opposée au dispositif d'avancement 8, un nombre de poinçons de transport
11 correspondant au champ de trous est adjoint à la fixation de faisceaux de poils 7. Pour un premier processus de compression, la fixation 7 de faisceaux de poils et les poinçons de transport 11 adjoints à celle-ci sont déplacés latéralement vers une première plaque à trous de compression 12, comme le montre clairement la figure 2. La plaque à trous 12 présente également un champ de trous qui coïncide avec la fixation 7 de faisceau de poils, la section transversale des trous de passage 9a étant toutefois ici un peu plus petite.
Dans une position de transfert (Fig. 2), les deux plaques à trous 7 et 12 sont placées à proximité l'une de l'autre et sont positionnées de telle sorte que leurs trous de passage 9 9a s'alignent les uns sur les autres à l'aide du poinçon de transport 11, les faisceaux de poils se trouvant dans la fixation 7 de faisceaux de poils étant alors déplacés à l'extérieur de cette fixation et compressés dans les trous de passage 9a de section transversale réduite de la plaque à trous de compression 12. Grâce à la coulée sous pression des faisceaux de poils sur la face avant, des forces de compression comparativement élevées peuvent être transmises, étant donné que les faisceaux de poils ne peuvent pas dévier latéralement sur leur trajectoire de transport vers la plaque à trous de compression 12.
Par la suite, la plaque à trous vide de la fixation de faisceaux de poils 7 est à nouveau déplacée dans sa position de départ (figure 1) et une autre plaque à trous 12 de compression est positionnée devant la plaque à trous 12 garnie de faisceaux de poils 3. Les déplacements de la plaque à trous de compression 12a peuvent s'opérer en synchronisation et en conséquence, ces plaques à trous peuvent également être reliées l'une à l'autre. A cet effet, seule est nécessaire une commande de positionnement.
La plaque à trous de compression 12a présente à nouveau par rapport à la plaque à trous 12 des trous de passage 9b de section transversale réduite dans lesquels les faisceaux de poils 3 déjà précompressés sont transportés hors de la plaque à trous 12 à l'aide de poinçons de transport 1 la adjoints à la plaque à trous de compression 12.
B en résulte une nouvelle compression des faisceaux de poils 3.
<Desc/Clms Page number 9>
Les expériences ont révélé que selon les poils utilisés, deux plaques à trous de compression 12,12a suffisent pour assurer une compression suffisamment élevée des faisceaux de poils. Les faisceaux de brosses à dents, qui par exemple présentent un diamètre de 1,5 à 2mm, seront ainsi rétrécis de 1 à 3 dixièmes de mm à chaque étape de compression.
En cas de besoin, plus de deux étages de compression peuvent également être prévus, de même qu'un seul, le cas échéant. La plaque à trous de compression 12a garnie de faisceaux de poils 3 aux extrémités compressées est enfin amenée dans la position de la machine de coulée sous pression 1, position représentée à la figure 2. Lors de l'introduction des faisceaux de poils compressés 3 de la plaque à trous 12a du moule de coulée sous pression, une autre compression des faisceaux de poils pourrait en cas de besoin être réalisée étant donné que les trous de réception du moule de coulée sous pression présentent une réduction correspondante de leur section transversale.
Lors du transfert d'une plaque à trous à la suivante, les trous de passage 9,9a, 9b présentent chaque fois des inclinaisons coniques 13, comme le montre la représentation à plus grande échelle conforme à la figure 3. Les fibres disposées à l'extérieur sont introduites via ce cône dans le trou de passage de section transversale réduite.
La figure 4 représente une plaque à trous de compression 14, laquelle présente une perforation de passage étagée 15 dont la section transversale se rétrécit par étage dans la direction d'avancement (flèche Pf2). Dans l'exemple de réalisation dont il est question, trois sections de perforation étagée 15a, 15b et 15c sont prévues auxquelles sont adjoints des poinçons de transport adéquats 16a, 16b et 16c.
Un faisceau de poils 3 se trouvant dans la section 15a de la perforation étagée peut être déplacé dans la section suivante 15b de section transversale réduite avec le poinçon de transport 16a. Le poinçon de transport 16a est alors retiré et le poinçon de transport 16b correspondant à la section 15b est alors introduit afin de déplacer le faisceau de poils précompressé dans la dernière section 15c de perforation étagée.
Avec le poinçon de transport 16c, le faisceau de poils compressé peut alors être
<Desc/Clms Page number 10>
transféré de la plaque à trous de compression 14, soit dans la perforation de réception d'un moule de coulée sous pression, soit dans la perforation d'une autre plaque à trous de compression.
La plaque à trous de compression 14 pourvue de perforations de passage étagées 15 présente également, conformément à l'objectif de l'invention, une disposition de trous correspondant au champ de poils suivant, de telle sorte que chaque fois un ensemble complet de faisceaux de poils appartenant à une brosse peut être compressé.
La figure 5 représente une installation d'amenée 2a à côté de laquelle se trouve une installation de précompression 17 grâce à laquelle les écheveaux 6 de faisceaux de poils acheminés par les bobines d'alimentation 15 sont compressés et ensuite guidés vers la fixation 7 de faisceaux de poils dans cet état précompressé. Des plaques à trous 18,18a sont également disposées près de l'installation de précompression 17, ces plaques à trous présentant des trous de passage pour les écheveaux de faisceaux de poils. Dans ce cas-ci, les trous de passage sont toutefois conçus en se rétrécissant de manière légèrement conique, de telle sorte que lors du passage des écheveaux il se produit une légère compression.
La précompression de même que la force de poussée ou de traction nécessaire en résultant sont calculées de telle sorte que la force de traction transmise de l'extérieur à la griffe de serrage du dispositif d'avancement 8 engrenant les écheveaux de poils suffit pour l'avancement des faisceaux de poils.
En cas de besoin, comme l'indiquent les lignes interrompues, des dispositifs d'avancement 8a, 8b supplémentaires peuvent également être prévus et fonctionnent en synchronisation avec le dispositif d'avancement 8. Grâce à l'installation de précompression 17, les écheveaux 6 de faisceaux de poils sont transférés de l'avant de la plaque à trous vers la fixation de faisceaux de poils 7 déjà dans leur état précompressé, de telle sorte que le nombre de postes de compression suivants peut être conformément réduit.
Pour la fabrication de brosses, par exemple de brosses à dents 19 (figure 6) dont
<Desc/Clms Page number 11>
l'aire d'implantation 20 des poils est mise en forme, les faisceaux de poils sont de préférence mis en forme en même temps que le dernier processus de compression. Cette mise en forme résulte du déplacement longitudinal d'une partie des fils d'un faisceau de poils alimentés par des poinçons de transport 21 présentant un côté de refoulement 22 ayant une forme profilée, comme le montrent les figures 7 et 8.
Afin d'améliorer cette mise en forme des faisceaux de poils 3, même lorsque ceux-ci sont déjà dans un état de forte compression, des poinçons de contre-pression 23, pourvus d'une surface de contre-pression 24 mise en forme et complémentaire des poinçons de transport 21, peuvent être prévus sur le côté opposé aux poinçons de transport 21 mis en forme. Une contre-pression est produite par les poinçons de contre-pression 23 sur l'extrémité d'avancement avant des faisceaux de poils, de telle sorte que les faisceaux de poils sont alimentés en pression à partir des deux faces avant pour être mis en forme.
Une fois la mise en forme prévue atteinte, le poinçon de contre-pression 23 est déplacé en synchronisation avec le poinçon de transport 21. La figure 7 montre un poinçon de transport 21 ainsi qu'un poinçon de contre-pression 23 pourvu de côtés de refoulement à configuration étagée, respectivement de surfaces de contre-pression, alors qu'à la figure 8 ces surfaces sont formées pour une mise en forme conique et pointue.
Les faisceaux de poils 3 compressés et mis en forme sont alors transportés dans les trous de réception d'un moule de coulée sous pression 25 et sont disposés à cet endroit de telle sorte que leurs futures extrémités d'ancrage sont libres à l'intérieur de la perforation intérieure du moule de coulée sous pression 25. Afin d'éviter que, lors d'une étape de travail supplémentaire, les extrémités de fixation mises en forme dans le sens inverse par rapport aux extrémités d'utilisation (mises en forme) ne doivent être sectionnées au même niveau, ces extrémités d'ancrage sont, comme le montre la figure 9, fondues à l'aide d'une installation de chauffage, par exemple une plaque chauffante 26 dans une mesure telle que les extrémités des fibres sont reliées les unes aux autres.
Comme le montrent clairement les figures 9 et 10, la fusion se poursuit jusque dans une zone où la mise en forme respectivement la mise en forme dans le sens inverse
<Desc/Clms Page number 12>
se termine.
A la place d'une plaque chauffante 26 pourrait également être utilisé un appareil à air chaud 27, comme indiqué à la figure 10.
Si pour une brosse, des faisceaux de poils très différents sont utilisés, il est conforme à l'objectif de l'invention d'usiner lors de l'amenée et de la compression uniquement les faisceaux de poils de section transversale identique, de telle sorte que les plaques à trous et autres éléments de ce type soient configurés conformément à la disposition de chaque faisceau de poils identique.
Il convient également de mentionner que des faisceaux de poils de sections transversales différentes, ronde, ovale, rectangulaire, en étoile,... peuvent être utilisés.
Les trous de passage et les poinçons de transport adéquats sont alors configurés de manière correspondante, le façonnage des trous de passage et également des poinçons de transport étant possible par un procédé d'érosion.