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PROCEDE POUR ARRONDIR ET BRUNIR LES EXTREMITES DES SOIES DES BROSSES
ET DISPOSITIF POUR SA MISE EN OEUVRE.
Dans les brosses soignées, et plus particulièrement dans les brosses à dents montées avec des fibres synthétiques très tenaces comme les monocrins polyamides, il importe au cours des opérations de finissage de faire disparaître de l'extrémité des soies les arêtes vives, esquilles ou bavures qui se'produisent au cours de l'opération de coupage
On a déjà proposé d'arrondir l'extrémité de chaque brin de la garniture des brosses montées avec des fibres synthétiques, soit par tail- lage en forme mousse, soit par ponçage. La présente invention a pour but de donner, aux extrémités des crins d'une brosse montée avec des fibres synthétiques thermoplastiques, la forme arrondie, indispensable dans une brosse soignée, en opérant, sans enlèvement de matière, par martelage et frottement.
Le procédé selon l'invention pour arrondir et brunir les extré- mités des soies des brosses montées en fibres thermoplastiques consiste à soumettre les extrémités des soies de la garniture à l'action de pannes ou d'organesde forme finement polis et mousses, se déplaçant rapidement de manière à provoquer, par suite des chocs et des frottements de ces organes contre les soies, un échauffement local produisant le ramollissement de la. matière et un façonnage de l'extrémité des soies accompagné d'un brunissa- ge de la surface mousse obtenue.
Le procédé selon l'invention peut être utilisé pour brunir les extrémités déjà arrondies des soies de la garniture, mais, de préférence,il sera utilisé directement après la coupe, car il se suffit à lui-même et permet d'arrondir et de glacer l'extrémité de chaque poil ou crin en adou- cissant toutes les arêtes et en éliminant toutes particules ou fibres fol- les qui garnissent les extrémités des crins, auxquels il donne une forme aussi arrondie et polie que possible sans utiliser d'abrasif.
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L'invention s'étend également au dispositif pour la mise en oeu- vre du procédé, qui comporte essentiellement un outil porteur d'une série de pannes ou d'éléments de forme, en matière dure finement polis et mous- ses, susceptible d'être mis en rotation rapide, lesdites pannes étant dis- posées de manière que leurs extrémités arrondies et polies soient situées sur une surface de révolution ayant pour génératrice le profil de lq cou- pe de la brosse à traiter, des moyens pour entraîner l'outil en rotation et des moyens pour appliquer la surface brossante de la brosse contre la surface engendrée par la rotation des extrémités des pannes ou des éléments de forme.
De préférence, les pannes de formage seront constituées par des broches en acier dur trempé et poli, dont les extrémités ont une forme mous- se sensiblement hémisphérique ou paraboloîdale. Avantageusement, le corps de l'outil sera constitué par un disque, plan dans le cas de brosses à cou- pe plane, porteur d'une zone sphérique convenable dans le cas de brosses à coupe concave ou convexe, les broches étant fichées dans les deux cas sui- vant une répartition régulière sur une plage annulaire du disque, ou de la zone, voisine de la périphérie et.s'étendant radialement sur au moins la longueur de la surface brossante à traiter.
Bien que les pannes de l'outil utilisé soient de préférence, comme il vient d'être dit, constituées par des broches mousses pour que leur action soit plus pénétrante, et qu'elles agissent à la manière des dents d'un peigne dans la masse de la-garniture de la brosse, ces pannes peuvent être constituées par des lames radiales à bord arrondi ou :par des saillies fraisées à bords mousses et polis.
L'outil étant animé d'un rapide mouvement de rotation, on pres- se contre lui la brosse à finir de manière que les extrémités des crins soient soumises à l'action des pannes mousses polies. Il se produit alors simultanément :
1) un échauffement local par chocs et frottements jusqu'au point de ramollissement de la matière thermoplastique.
2) un façonnage par martelage, analogue au forgeage, effectué par les pannes mousses de l'outil.
3) un brunissage par lissage des extrémités flexibles des crins au moyen des surfaces polies des pannes de l'outil.
Ces trois actions agissent dans une direction privilégiée, cel- le correspondant à la direction de rotation de l'outil. Pour obtenir les meilleurs résultats et une répartition régulière du façonnage sur tout le pourtour des extrémités des crins, chaque fois que le profil de la brosse le permettra on fera tourner cette dernière autour d'un axe passant de pré- férence au centre de sa surface brossante et normal à cette surface.
Si le profil de la brosse ne permet pas de la faire tourner sans qu'il se produise un décollement de la surface active de l'outil par rapport à la garniture, on agira dans au moins deux directions opposées, en inversant le sens de rotation de l'outil, et de préférence dans quatre directions en utilisant au moins deux outils opérant dans des directions concourantes, et tournant successivement dans des directions opposées.
La description qui va suivre en regard du dessin annexé, don- né à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'inven- tion peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du dessin que du texte faisant, bien entendu, partie de ladite invention.
La fig. 1 est une coupe verticale schématique de l'appareil se- lon l'invention, la brosse et son support étant représentés en élévation.
La fig. 2 est une demi-vue par en-dessus d'un premier mode de réalisation de l'outil de brunissage, sur laquelle on n'a figuré qu'une partie des broches à pointes mousses.
La fig. 3 est une coupe verticale à grande échelle d'un frag-
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ment de l'outil représenté sur les fig. 1 et 2 montrant la forme et la dis- position des broches.
La fig 4 est une coupe axiale d'un outil utilisable pour finir une brosse à coupe plane.
Les fig. 5 et 6 sont des coupes axiales d'outils utilisables respectivement pour la finition de brosses à coupe concave et à coupe con- vexe.
La fig. 7 est une coupe axiale d'un second mode de réalisation de l'outil destiné à finir une brosse à coupe concave.
La fig. 8 est une demi-vue en plan de l'outil représenté surf la fig. 7.
Les fig. 9 et la montrent deux formes de pointes mousses qui peuvent être obtenues par le procédé selon l'invention.
Dans le mode de réalisation du dispositif selon l'invention re- présenté sur la fig. 1 et qui est destiné à finir une brosse à coupe conca- ve l'outil comporte un disque 1 dont la surface supérieure la est sphérique sur une zone annulaire et qui est rendu solidaire, par tout moyen approprié, d'un arbre 2 dont l'axe 6 passe par le centre de la sphère à laquelle ap- partient la surface la. Cet arbre est maintenu dans des paliers 3 et peut être entraîné en rotation rapide par des môyens de commande quelconques non représentés.
Sur la zone sphérique de la surface la, qui est voisine de la périphérie du disque 1 et qui s'étend radialement sur au moins la longueur de la brosse à finir; sont implantées normalement des broches cylindriques 4 dont les extrémités 5 ont une forme sphérique ou paraboloidale; ces bro- ches, en acier dur, soigneusement trempées et polies, sont disposées régu- lièrement ainsi qu'on le voit sur la fig. 2, en laissant entre elles un intervalle sensiblement égal à 2 fois leur diamètre. Pendant la rotation de l'outil, ces broches s'engagent de quelques millimètres seu-. lement entre les soies de la brosse, elles peuvent donc être assez courtes, 6 à 8 mm par exemple, de manière à ne pas fléchir et à agir sur les soies à traiter à la manière d'un peigne.
La surface la est déterminée en tenant compte de la longueur des broches 4, de manière que les extrémités 5 de ces broches soient situées sur une zone sphérique engendrée par la rotation autour de l'axe 6 du profil de la brosse à finir.
Une pince 7, destinée à maintenir la brosse 8 en cours de fini- tion, est fixée à l'extrémité d'un arbre 9, maintenu dans des paliers 10, de façon que l'axe 11 de cet arbre passe par le centre de la sphère dont la surface la fait partie. Des moyens quelconques, une manivelle 12 par exemple, permettent de faire tourner lentement la pince 7,donc la brosse 8 autour de 1,-'arbre 1 L'arbré 9 est'monté dans les paiers 10, de maniè- re à pouvoir effectuer un léger déplacement axial.
Le fonctionnement du dispositif est le suivant : la manivelle 12 étant .soulevée, on fixe une brosse 8 dans la pince 7, et, s'il n'y est déjà, on met.en rotation rapide le disque 1 (une vitesse de 50000 tours mi- nutes environ convient bien pour un disque dont la plage annulaire munie de broches a un diamètre moyen de 150 millimètres). On appuie sur la manivel- le 12, de manière à mettre en contact la surface brossante de la brosse 8 avec les extrémités des broches 4 et à faire pénétrer celles-ci de quelques millimètres à l'intérieur de la garniture de la brosse. Sans cesser d'ap- puyer sur la manivelle, on la fait tourner lentement de manière à faire ef- fectuer à la brosse au moins une révolution complète.
La pénétration des broches dans la garniture peut être réglée à l'avance par tout dispositif connu limitant le déplacement axial de l'arbre 9, et elle permet aux bro- ches 4 d'atteindre les soies les plus courtes de la garniture.
La vitesse absolue, à un instant donné, du point de contact d'une broche avec l'extrémité d'un crin peut se décomposer en une composan- te normale au plan tangent commun aux deux surfaces en ce point et en une composante située dans ce plan tangent. La composante normale produit un
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façonnage par martelage, tandis que la composante tangentielle produit un effet de brunissage, ces deux composantes intervenant pour élever locale- ment la température de la matière thermoplastique jusqu'à son point de ramollissement.
Il est évident que le choix de la forme de l'extrémité des bro- ches, et surtout de la profondeur du champ d'action de ces broches par rap- port aux extrémités des crins, est susceptible de modifier, de façon sensi- ble, la forme résultante de l'extrémité de chaque crin. Si par exemple les dimensions des broches sont importantes et la profondeur du champ d'action réduite, le crin aura tendance à prendre une forme mousse peu effilée repré- sentée sur la fig. 9. Si, au contraire, les dimensions des broches sont ré- duites et la profondeur de leur champ d'action importante, le crin aura ten- dance à prendre une forme relativement effilée représentée sur la fig. 10.
Pratiquement,. on obtient d'excellents résultats en utilisant outil garni de broches de 2,5 mm de diamètre plantées à 6 mm d'axe en axe, de manière 4 faire saillie d'environ 8 mm à la surface de l'outil, et en réglant le porte-brosse de manière que les broches pénètrent de 2 à 3 mm à l'intérieur de la garniture.
@ @ On comprend aisément que, pour-obtenir une bon- ne finition, il est nécessaire que toute la garniture de la brosse soit traitée d'une manière uniforme, ce qui nécessite d'utiliser des disques de profil approprié. Dans le cas de brosses à coupe plane, on peut utiliser le disque de la fig. 4, dans lequel les extrémités 5 des broches de même hauteur sont toutes situées dans un même plan perpendiculaire à l'axe 6.
Dans ce cas, l'arbre 9 sera monté parallèlement à l'arbre 2. Si les bros- ses à finir, au lieu de présenter une coupe d'allure générale concave, a- vaient une coupe d'allure générale convexe, on utiliserait, au lieu du disque des fig. 1 et 5, un disque ayant l'aspect de celui de la fig. 6, dans lequel la surface d'implantation la des broches est concave, et dé- terminé de fagon de façon que les extrémités 5 de ces broches soient si- tuées sur une zone sphérique dont le profil correspond au profil de la coupe de la brosse.
Dans le cas où les extrémités des crins ne seraient pas toutes situées sur la même surface,une partie de ceux-ci étant plus courts, il pourrait être avantageux, pour arrondir les extrémités de tous les crins de la garniture sans effiler d'une manière exagérée les plus longs, de dis- poser les broches 4 sur l'outil de telle manière que les extrémités de ces broches soient situées sur deux surfaces parallèles, distantes de 1 mm à 1,5 mm environ. Avec cette disposition, une partie seulement des broches de l'outil (les plus longues) pénètre profondément dans la garniture à fi- nir, pour façonner les crins les plus courts, tandis que les crins les plus longs sont façonnés par les broches courtes.
Les pannes de l'outil ne sont pas obligatoirement constituées par des broches. Bien que celles-ci, en pénétrant à l'intérieur de la gar- niture, donnent de meilleurs résultats, notamment en agissant sur une zone plus étendue périphériquement de l'extrémité du crin, on peut constituer ces pannes d'une autre manière, par exemple à 'l'aide de lames à bords ar- rondis. Les fig. 7 et 8 représentent respectivement, en élévation et en plan, un outil conforme à l'invention qui comporte un disque 1 solidaire de l'arbre 2, susceptible de l'entraîner en rotation, disque sur lequel sont fixées, par tout moyen approprié, des lames radiales 13 normales à la surface du disque 1 et dont la tranche supérieure active 13a est arron- die.
Ces lames sont disposées suivant un anneau périphérique et leur bord actif correspond exactement au profil de la brosse à traiter.
On pourrait également remplacer les broches 4, ou les lames 13, par des saillies obtenues par fraisage dans la masse, saillies dont les extrémités finement arrondies seraient ensuite soigneusement polies, ou par tout autre procédé permettant d'obtenir de telles saillies sur une sur- face se déplaçant rapidement et reproduisant sensiblement le profil de la brosse à traiter vu dans le sens du déplacement de ladite surface.
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Dans le cas de brosse à coupe sinueuse, il n'est pas possible de faire effectuer à la brosse une révolution complète autour d'un axe pa- rallèle à la direction d'implantation des crins, sans qu'il se produise un décollement entre la surface brossante et la surface active de l'outil.
Dans ce cas, on opérera en plusieurs temps, l'outil étant d'abord entraîné en rotation dans un sens, puis dans le sens opposé, afin de faire agir les broches au moins dans deux directions sur chaque crin. En pareil cas, on a- méliorera considérablement la forme mousse des extrémités des crins si l'on utilise successivement deux outils agissant dans des directions sensible- ment normales et entraînés successivement chacun dans des sens opposés, ce qui assure quatre directions d'action sur les crins de la garniture.
Il va de soi que les broches, les.lames ou les saillies de l'ou- til pourraient être prévues sur une autre surface que sur un disque, sur un cylindre ou autre surface de révolution par exemple. En particulier, dans le cas de brosses à coupe sinueuse, on obtiendra de bons résultats en opé- rant d'abord avec un disque garni de broches attaquant la garniture de la brosse transversalement, puis en finissant avec un cylindre garni de bro- ches ou de lames attaquant la garniture dans la direction longitudinale.
Il va de soi que l'on peut apporter des modifications au dis- positif qui vient d'être décrit, notamment par substitution de mpyens tech- niques équivalents, sans sortir pour cela du cadre de la présente invention.
En particulier, la manivelle de commande 12 pourrait être remplacée par un dispositif permettant d'amener automatiquement la brosse en contact avec l'outil, de lui faire effectuer une révolution complète en la maintenant au contact de cet outil, puis de la dégager en fin de tour.
REVENDICATIONS l.- Procédé pour arrondir et brunir les extrémités des soies des brosses montées en fibres thermoplastiques, caractérisé en ce que l'on soumet les extrémités des soies de la garniture à l'action de pannes ou d'organes de forme finement polis et mousses, se déplaçant rapidement de manière à provoquer par suite des chocs et des frottements de ces organes contre les soies, un échauffement local produisant le ramollissement de la matière et un façonnage de l'extrémité des soies accompagné d'un brunissa- ge de la surface mousse obtenue.