ES2984051T3 - Procedimiento para la fijación de una cerda en un portacerdas y dispositivo para el mismo - Google Patents

Abstract

Un procedimiento para la fijación de al menos una cerda en un soporte de cerdas de plástico prevé que la cerda o un haz de cerdas (14) se introduzca en una abertura (12) y se fije a continuación sin anclaje en el soporte de cerdas (10) mediante un sonotrodo (26). Además, se proporciona un dispositivo que funciona de forma correspondiente. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Procedimiento para la fijación de una cerda en un portacerdas y dispositivo para el mismo

La invención se refiere a un procedimiento para la fijación de al menos una cerda en una abertura asignada en un portacerdas de materia sintética que tiene un lado frontal, en el que la al menos una cerda tiene un extremo de fijación engrosado. Una vez fabricado el cepillo, el portacerdas forma parte del cepillo y no es una mera herramienta.

Además, la invención se refiere a un dispositivo para llevar a cabo el procedimiento según la invención.

La fabricación de cepillos pueden realizarse de muy diversas maneras. El procedimiento convencional consiste en plegar haces de cerdas y fijarlos en el punto plegado por medio de un anclaje en la abertura de un portacerdas. Es el llamado procedimiento para la fijación por anclaje.

Además, existen diversos procedimientos de fijación sin anclaje. Un primer procedimiento consiste en moldear el portacerdas por inyección alrededor de un extremo de fijación engrosado del haz no plegado, de modo que el portacerdas solo se fabrica posteriormente, en concreto, se une al haz de cerdas durante su fabricación.

Otro procedimiento prevé que los extremos de cerda se calientan juntos para crear el extremo de fijación engrosado, de manera que se funden y se reúnen formando un conglomerado o un extremo de fijación engrosado a modo de bola. Con este extremo de fijación engrosado por delante, el haz de cerdas se clava en una abertura de un portacerdas, para lo cual, antes de clavarse, se funde la pared alrededor de la abertura. A continuación, el extremo de fijación engrosado perfora la pared para deformarla plásticamente.

Otra solución que ha causado un cambio radical en el mercado en los últimos años consiste en insertar el extremo de fijación engrosado, solidificado en una abertura sobredimensionada del portacerdas y, solo después, calentar el borde circunferencial alrededor de la abertura, en concreto, a una temperatura inferior a la temperatura de fusión. A continuación, el borde circunferencial calentado se somete a presión desde fuera, de modo que la abertura se estrecha en el borde de boca. De esta manera, el extremo de fijación engrosado se asegura contra la extracción. La herramienta que ejerce la presión mecánica sobre el lado delantera del portacerdas es preferiblemente el almacén con el que se aproxima el haz de cerdas. Por tanto, el almacén tiene una función múltiple y debe poder calentarse. En particular, en este caso se utiliza la calefacción eléctrica. Tan solo a modo de ejemplo se menciona a este respecto el documento DE10017122876A1.

El documento EP2528472A1 describe el uso de un sonotrodo para soldar una plaquita portacerdas a un cuerpo de cepillo de dientes. Para ello, el material de la plaquita portacerdas y del cuerpo de cepillo de dientes se funde en la zona de soldadura con el sonotrodo y se forma una unión de materiales entre la plaquita portacerdas y el cuerpo de cepillo de dientes.

El objetivo de la invención es seguir mejorando y también simplificando el procedimiento mencionado en último lugar, en el que el haz de cerdas se inserta en una abertura y el borde de la abertura se calienta a continuación.

El procedimiento según la invención se caracteriza por los siguientes pasos:

La al menos una cerda, preferiblemente el haz de cerdas completo, se inserta en la abertura desde el lado delantero con su extremo de fijación engrosado por delante hasta que el extremo de fijación engrosado queda asentado completamente en la abertura y situado a una distancia del lado delantero. Esto significa que la parte no engrosada de la cerda o del haz de cerdas, situada inmediatamente a continuación del extremo de fijación engrosado también se asienta en la abertura.

En el lado delantero se aplica un sonotrodo alrededor de un borde de abertura que circunda la abertura en el lado frontal. Esto significa que el sonotrodo entra en contacto con el portacerdas en la zona del borde de abertura.

Se activa el sonotrodo y, por su energía de vibración y su presión sobre el lado delantero del portacerdas, produce un calentamiento de la materia sintética en el portacerdas por debajo del borde de abertura. Por lo tanto, el sonotrodo no tiene que llevar el portacerdas completo a una temperatura elevada, sino solo la parte de la pared que delimita la abertura y que está situada por debajo del lado delantero y del borde de abertura. El sonotrodo no tiene que activarse solo cuando ya está en contacto con el borde de abertura, sino que puede desplazarse ya vibrando hacia el borde de abertura.

El sonotrodo activado es presionado contra el lado delantero del borde de abertura durante la vibración y, por este proceso de presión, deforma el portacerdas localmente calentado por debajo del borde de abertura. De esta manera, se reduce la sección transversal de la abertura en la zona del borde de abertura, es decir, a una nueva sección transversal más pequeña, que es más pequeña que el extremo de fijación engrosado, con el fin de bloquear mecánicamente este extremo de fijación en el portacerdas. Por lo tanto, la abertura queda constreñida en la zona de su boca, que está situada en la transición hacia el borde de abertura delantero, y el extremo de fijación, que pudo insertarse holgadamente en la abertura, se convierte en un anclaje integrado.

El primer contacto del lado delantero por el sonotrodo, la activación del sonotrodo y la aproximación hacia dentro del portacerdas pueden tener lugar simultáneamente o de forma ligeramente escalonada en el tiempo.

El movimiento hacia dentro del portacerdas también puede realizarse opcionalmente con control de recorrido y/o de fuerza y/o de tiempo.

Por consiguiente, ya no es necesario equipar el almacén con una calefacción eléctrica como en el estado de la técnica.

La vibración ultrasónica del sonotrodo se mantiene durante el proceso de conformación. Calienta una zona mínima por debajo de su lado frontal y la deforma, es decir, se clava en el material, calienta material adicional al seguir vibrando, y durante ello se clava aún más profundamente para deformar aún más materia sintética, etc., hasta alcanzar el recorrido de desplazamiento axial deseado.

Gracias a la tecnología ultrasónica, la materia sintética nunca puede calentarse significativamente por encima de su temperatura de fusión y, por tanto, nunca puede dañarse térmicamente.

En todas las formas de realización, la materia sintética termoplástica se selecciona preferiblemente del grupo formado por poliéster, en particular tereftalato de polietileno (PET) y tereftalato de polibutileno (PBT), polipropileno (PP), policarbonato (PC), poliamida (PA), acetato de polivinilo (PVA), polietileno (PE), copolímero de acrilonitrilo-butadienoestireno (ABS) y copolímero de estireno-acrilonitrilo (SAN). Pueden utilizarse tanto homopolímeros como copolímeros con las materias sintéticas termoplásticas mencionadas.

Además, es ventajoso si la sección transversal de la abertura es tan grande que el extremo de fijación engrosado pueda insertarse en la abertura sin resistencia, es decir, sin que se produzca un ajuste a presión entre la abertura y el extremo de fijación.

Como sonotrodo puede usarse un sonotrodo que discurre total o parcialmente alrededor de la abertura, de modo que, en otras palabras, la superficie de contacto del sonotrodo o bien forme un anillo cerrado o bien forme solo secciones de anillo.

Si el sonotrodo discurre solo parcialmente alrededor de la abertura, en una variante de la invención puede estar hendido longitudinalmente y estar compuesto por varias secciones de sonotrodo en forma de concha.

Preferiblemente, estas secciones de sonotrodo pueden juntarse en mayor o menor medida para poder variar la sección transversal de un alojamiento formado entre ellas para la al menos una cerda, en particular el haz de cerdas.

Estas secciones de sonotrodo permiten que el sonotrodo forme una unidad de sujeción para alojar y sujetar la al menos una cerda, preferiblemente el haz de cerdas, entre ellas.

Por lo tanto, es posible usar opcionalmente el mismo sonotrodo para diferentes secciones transversales de haces de cerdas.

La al menos una cerda, en particular el haz de cerdas, puede estar compuesto de materia sintética termoplástica. El extremo de fijación engrosado se forma fundiendo un extremo de la cerda o, en el caso de un haz de cerdas, fusionando los extremos de las cerdas del haz de cerdas. Este calentamiento puede realizarse preferiblemente sin contacto, por ejemplo mediante calefacción radiante o aire caliente.

El extremo de fijación engrosado de un haz de cerdas, que se inserta en la abertura asignada y se ancla mediante el sonotrodo por la conformación de la materia sintética, puede producirse antes o después de la introducción del haz de cerdas en el sonotrodo. Por lo tanto, los extremos de cerda se funden antes de haber sido introducidos en el sonotrodo o después de haber sido insertados en el alojamiento del sonotrodo. Lo mismo se aplica a una cerda individual que se inserta individualmente en una abertura.

Como ya se ha explicado, el sonotrodo puede tener un alojamiento para la al menos una cerda, en particular el haz de cerdas, y el sonotrodo lo transporta al portacerdas. La al menos una cerda, preferiblemente el haz de cerdas, es empujado desde el alojamiento del sonotrodo hacia dentro de la abertura del portacerdas.

Durante el transporte, el extremo de fijación engrosado sobresale del sonotrodo, de modo que con la aproximación del sonotrodo con el haz de cerdas o la cerda individual alojada en él, se inserta en la abertura con su extremo de fijación por delante. Por lo tanto, el sonotrodo tiene una función múltiple, en concreto, una función de transporte, una función de calentamiento y una función de conformación.

Después de la inserción, se puede utilizar una corredera adicional para asegurar que el extremo de fijación quede en contacto con el fondo de la abertura, que preferiblemente es un orificio ciego. La corredera puede, por ejemplo, penetrar en la cavidad del sonotrodo o está guiada en éste.

Para reducir el esfuerzo requerido para el procedimiento según la invención, el extremo de cerda puede estar a temperatura ambiente, es decir, no calentado, y/o el portacerdas en la zona del borde de abertura y de la abertura también puede no estar calentado y, por tanto, estar a temperatura ambiente, cuando la al menos una cerda se inserta en la abertura. En este caso, el calentamiento se consigue exclusivamente mediante el sonotrodo.

El sonotrodo también puede alojar varios haces de cerdas y anclarlos simultáneamente en aberturas asignadas en el mismo portacerdas mediante el calentamiento y la conformación de la materia sintética. En este contexto, el sonotrodo puede tener un lado delantero plano, lo que no debe entenderse como limitativo, que esté en contacto por toda su superficie con el lado delantero del portacerdas y lo calienta en una gran superficie. Alternativamente, el sonotrodo común solo tiene superficies de contacto en forma de isla con el portacerdas, es decir, superficies de contacto alrededor del respectivo borde de abertura y, por tanto, varias superficies de contacto en forma de isla. Solo en estas superficies de contacto se calienta entonces. El sonotrodo no tiene que ni debe calentar la materia sintética del portacerdas completamente por toda su altura o grosor; es totalmente suficiente que solo se caliente y conforme una zona superior, próxima al lado delantero, de la materia sintética que circunda la abertura. Por lo tanto, en la zona del fondo de la abertura, es decir, en la zona del extremo de fijación engrosado, no es necesario realizar ningún calentamiento ni conformación. Sin embargo, esto no debe entenderse como restrictivo.

La materia sintética puede conformarse y la abertura puede estrecharse de tal manera que la materia sintética conformada quede en contacto íntimo/estanqueizante con la circunferencia exterior del haz de cerdas o de la al menos una cerda, en concreto, preferiblemente directamente en la zona de la boca (transición de la abertura hacia el lado frontal) de la abertura. Esto no solo es importante para garantizar que el extremo engrosado del haz de cerdas ya no se salga de la abertura durante el uso y, por tanto, la solicitación mecánica del cepillo, sino también para evitar que entren agua o "impurezas" en las aberturas. Esto último es especialmente importante en los denominados "cepillos higiénicos", que se usan, por ejemplo, en carnicerías, la industria alimentaria, la industria farmacéutica, etc., donde debe evitarse que las bacterias y los hongos se depositen en las aberturas. El estrechamiento de las aberturas en la circunferencia exterior forma así una especie de junta alrededor del haz de cerdas, que está en contacto con la al menos una cerda del haz de cerdas a una distancia del extremo de cerda engrosado. En este caso, se trata de establecer un contacto entre la materia sintética y al menos una cerda en la zona de la boca (transición de la abertura hacia el lado delantero) de la abertura, para que en la abertura pueda entrar la menor cantidad de líquido posible. Si en la abertura no se inserta una cerda individual, sino un haz de cerdas, según esta forma de realización, la materia sintética puede quedar en contacto con la circunferencia exterior del haz de cerdas.

El objetivo mencionado anteriormente también se consigue mediante un dispositivo para llevar a cabo el procedimiento según la invención, con un soporte para recibir portacerdas con al menos una abertura en el portacerdas, una herramienta de alimentación para al menos una cerda, en particular el haz de cerdas, que se inserta en la abertura, y un sonotrodo que recibe la al menos una cerda y está guiado de forma móvil en dirección hacia el lado frontal del portacerdas y en dirección contraria al lado delantero, estando el sonotrodo configurado de manera que puede calentar la materia sintética por debajo del borde de la abertura.

El sonotrodo también puede formar parte de la herramienta de alimentación y tener al menos un alojamiento para la al menos una cerda, es decir, en caso de la presencia de un haz de cerdas, automáticamente para el haz de cerdas, estando prevista al menos una corredera que empuja la al menos una cerda/haz de cerdas desde una cavidad asignada a la abertura asignada después de su aproximación al portacerdas. Si están previstas varias cavidades para cerdas o haces de cerdas espaciados, las cavidades tienen el patrón de orificios que también está previsto en el portacerdas. De esta manera, opcionalmente, las cerdas/los haces de cerdas pueden ser empujadas hacia dentro de sus aberturas al mismo tiempo o, en caso necesario, con un ligero retardo, por las correspondientes correderas.

La cavidad está adaptado en sección transversal a la forma de la abertura asignada, pero preferiblemente tiene una sección transversal más pequeña que la abertura en el estado no deformado de esta abertura. De este modo se garantiza que el lado frontal del sonotrodo esté siempre en contacto con el borde de la abertura y no entre en contacto con el borde de la abertura desplazado lateralmente radialmente. Esto daría lugar a un borde de abertura menos calentado en la zona de la boca. En esta zona, sin embargo, es ventajoso si hay suficiente calor para empujar el material hacia dentro. Asimismo, un sonotrodo que al mismo tiempo sirve como herramienta de prensado y se extiende sobre la abertura y no termina en el borde de la abertura significa que el material de materia sintética deformado hacia dentro sigue estando limitado en su forma por el lado frontal del sonotrodo. De este modo, la superficie del portacerdas en la zona del borde de abertura queda muy lisa tras la conformación.

Dependiendo de la aplicación (materia sintética, forma, ...), el sonotrodo puede vibrar ya en el rango ultrasónico antes de tocar el lado exterior del cuerpo de cepillo para poder transmitir la energía de vibración inmediatamente en el primer contacto y al inicio del establecimiento de presión. Pero en la mayoría de los casos, el sonotrodo se coloca primero contra el cuerpo de cepillo y solo tras alcanzar cierta presión mínima se enciende para vibrar.

La duración, la presión, la aproximación, la potencia, el comienzo y el final de la transmisión de energía vibratoria pueden ajustarse a discreción con los aparatos ultrasónicos modernos, tanto individualmente como unos en función de otros en ciclos libremente programabas. También son concebibles los ciclos pulsantes. Normalmente se determina empíricamente qué parámetros en qué combinación dan el mejor resultado para qué aplicación.

Más características y ventajas de la invención resultan de la siguiente descripción y de los siguientes dibujos, a los que se hace referencia. En los dibujos, muestran:

- La figura 1, una vista en perspectiva de un portacerdas que se llena con haces de cerdas,

- la figura 2, el portacerdas según la figura 1, después de anclar en él algunos haces de cerdas,

- la figura 3, una vista en sección transversal a través del portacerdas y un sonotrodo utilizado en el procedimiento según la invención y el dispositivo según la invención, poco después de la inserción de un haz de cerdas en una abertura del portacerdas,

- la figura 4, una vista en sección transversal según la figura 3 durante la compresión de la materia sintética, - la figura 5, una vista en sección transversal a través de una zona del portacerdas después de la inserción y fijación del haz de cerdas,

- la figura 6, una representación esquemática de una segunda forma de realización del dispositivo según la invención,

- la figura 7, una vista en sección transversal de otro sonotrodo utilizado en la invención, y

- la figura 8, varias vistas en sección transversal de los posibles contornos de la abertura así como de la cavidad del sonotrodo.

En la figura 1 se muestra un portacerdas 10 que es parte de un cepillo acabado. El portacerdas 10 se compone de un material de materia sintética termoplástica y tiene numerosas aberturas 12 en las que se pueden insertar y anclar en el portacerdas 10 una o varias cerdas, es decir, también un haz de cerdas 14 (véase la figura 2).

El cepillo posterior puede ser cualquier tipo de cepillo, ya sea un cepillo doméstico, un cepillo de dientes o similar. El portacerdas 10 puede ser también, por ejemplo, el portacerdas completo o una parte del portacerdas, por ejemplo una plaquita que posteriormente se equipa con haces de cerdas y se une al resto del cuerpo de cerdas, por ejemplo mediante sobremoldeo, soldadura, pegado o similar.

Las aberturas 12 en el portacerdas 10 se producen o bien mediante perforación, como simboliza la herramienta de perforación 16 mostrada, o bien durante el moldeo por inyección del portacerdas 10.

Las aberturas 12 son en particular orificios ciegos.

Otra característica especial es que las aberturas 12 están realizadas de forma cilindrica excepto el fondo, es decir, no tienen destalonamientos o similares, véase la figura 3.

La abertura parte de un lado delantero 18 del portacerdas 10, y la boca de la abertura, es decir, la transición de la abertura 12 al lado delantero 18, está circundada por un borde de abertura 20 que discurre en forma de anillo alrededor de la abertura 12 por el lado delantero 18.

La propia abertura 12 está definida por un lado interior 22 de la pared que delimita la abertura 12.

En la forma de realización mostrada en la figura 3, la abertura 12 es perpendicular al lado delantero 18, pero también puede ser perpendicular a éste.

Al menos una cerda o un haz de cerdas 14 se inserta en la respectiva abertura 12 y se fija a ésta, teniendo la al menos una cerda o el haz de cerdas un extremo de sujeción 24 engrosado.

Este extremo de fijación 24 engrosado se crea calentando y fundiendo la cerda individual o las cerdas del haz de cerdas juntas de tal manera que se forme un tapón o una especie de bola de material de materia sintética que es más grueso en sección transversal que la cerda individual o, cuando se inserta un haz de cerdas 14 en el portacerdas 10, más grueso que la sección transversal del haz de cerdas 14. En el caso de un haz de cerdas 14, el extremo de fijación engrosado es el extremo de fijación común de todas las cerdas del haz de cerdas 14, porque la materia sintética fundida de los extremos de las cerdas se funde entre sí de manera que las cerdas de un haz de cerdas 14 quedan unidas entre sí.

La cerda individual o el haz de cerdas 14 se ancla en el portacerdas 10 mediante un sonotrodo 26 (véase la figura 2), en concreto, sin anclaje. Esto se describe a continuación con la ayuda de las figuras 2 a 5 y una forma de realización. El sonotrodo 26 tiene un alojamiento 28 en forma de canal central.

Por ejemplo, un haz de cerdas 14 con un extremo de fijación 24 engrosado se inserta desde delante (esto no debe entenderse de forma restrictiva) en el alojamiento 28 de manera que, como se muestra en la figura 2, el extremo de fijación 24 sobresale del lado delantero del sonotrodo 26.

A continuación, el sonotrodo 26 asentado en un portaherramientas desplazable y móvil, se mueve entonces hasta la abertura asignada 12 en la que se ha de ser insertado el haz de cerdas 14.

Como se muestra en la figura 3, el sonotrodo 26 se coloca preferiblemente sobre el lado delantero 18 de modo que el extremo de fijación 24 que sobresale del sonotrodo 26 se inserte en la abertura 12.

Preferiblemente, el extremo de fijación 24 estará en contacto con el fondo 29 de la abertura 12, lo que a su vez no debe entenderse de forma restrictiva.

La sección transversal de la abertura 12 está adaptada a la sección transversal (perpendicular a la extensión longitudinal de la cerda o del haz de cerdas 14) de modo que sea al menos tan grande, preferiblemente ligeramente mayor que la sección transversal del extremo de fijación 24 engrosado. De este modo, el extremo de fijación 24 puede insertarse en la abertura 12 sin apriete ni fricción.

Alternativamente, puede haber un ajuste de interferencia mínimo entre el lado interior 22 y el extremo de fijación 24 engrosado.

Como puede verse en la figura 3, el extremo de fijación 24 engrosado no sobresale hacia fuera con respecto al lado delantero 18, sino que, por el contrario, se sitúa por debajo del lado delantero 18 a cierta distancia s del lado delantero 18. Esto significa que entonces las cerdas del haz de cerdas 14 discurren por el recorrido s en la abertura 12.

El sonotrodo 26 tiene un lado frontal 30, con el que yace preferiblemente con toda su superficie sobre el lado delantero 18.

Por ejemplo, el lado frontal 30 puede ser plano.

Como puede verse en la figura 3, la sección transversal del alojamiento 28 es más pequeña que la sección transversal de la abertura 12, de modo que el lado frontal 30 cubre parcialmente la abertura 12 hacia el lado delantero 18.

La sección transversal del alojamiento 28 puede ser mínimamente mayor que la sección transversal del haz de cerdas 14 o también mínimamente menor, en cuyo caso o bien el haz de cerdas 14 se inserta en el alojamiento 28 a través de una ayuda de inserción en forma de embudo o bien el alojamiento 28 tiene un ensanchamiento en forma de embudo en la zona del lado frontal 30 para facilitar la inserción del haz de cerdas 14.

Otra variante prevé que el sonotrodo 26 está hendido longitudinalmente de forma similar a una mordaza de apriete de un portabrocas y se compone de varias secciones en forma de concha, complementándose los lados interiores de las conchas formando el alojamiento 28. Estas mordazas individuales que resultan de esta manera, pueden entonces moverse lateralmente alejándose unas de otras, de modo que el alojamiento 28 se agranda y el haz de cerdas 14 o la cerda individual pueden insertarse más fácilmente en el alojamiento 28 o también pueden transportarse hacia dentro del alojamiento 28 desde el lado trasero.

Durante este procedimiento, el portacerdas 10 asienta firmemente en un soporte 32 del dispositivo correspondiente La inserción de la cerda o del haz de cerdas 14 en la abertura 12 puede ser asistida por una corredera 34, véase la figura 3, que pueda penetrar en el alojamiento 28 presionando el haz de cerdas 14 contra el fondo 29 de la abertura 12.

Una vez que el haz de cerdas 14 ha sido posicionado correctamente en la abertura 12, el sonotrodo 26 es presionado contra el lado delantero 18 y comienza la transferencia de energía vibratoria al portacerdas.

Por la vibración del sonotrodo 26 se genera calor en la superficie de contacto entre el sonotrodo y la materia sintética del portacerdas 10 por debajo del lado frontal 30 y, por tanto, en la zona situada por debajo del borde de abertura 20. Ahora, el sonotrodo 26 es presionado aún más en la dirección de la extensión longitudinal de las cerdas del haz de cerdas 14 contra el lado delantero 18, de modo que el material de materia sintética calentado por debajo del borde de la abertura se deforma plásticamente hacia el interior (véase la figura 4) y la abertura 12 por encima del extremo de fijación 24 engrosado se contrae y obtiene una sección transversal que es significativamente menor que la del extremo de fijación 24 engrosado.

La constricción 36 sirve para retener el haz de cerdas 14 por unión geométrica en la abertura 12. Este proceso de calentamiento y conformación es similar al de un cuchillo caliente que se clava en una mantequilla, por así decirlo de forma fluida, porque el sonotrodo solo calienta un poco de materia sintética debajo de si, y debido a la estabilidad decreciente puede clavarse ligeramente en ésta, calienta material de materia sintética situado a más profundidad, lo conforma, etc., para finalmente detener el movimiento a la profundidad deseada.

Es posible, pero no necesario y conduciría a un tiempo de ciclo más largo, que el material del portacerdas 10 también se caliente fuertemente o ligeramente al lado del extremo de fijación 24 engrosado.

La deformación plástica de la materia sintética en la zona de la constricción 36 puede llegar hasta tal punto que la constricción 36 entre en contacto con el haz de cerdas 14 circunferencialmente por encima del extremo de fijación 24.

Después de un cierto tiempo de acción durante el cual la posición más baja del sonotrodo 26 permanece inalterada con respecto al portacerdas 10 y el sonotrodo preferiblemente ya no vibra, el sonotrodo 26 se retira axialmente de nuevo en dirección opuesta a la flecha de la figura 4. A continuación, el haz de cerdas 14 se incrusta firmemente en el portacerdas 10, como se muestra en la figura 5.

Aplicando una presión en el lado delantero 18 calentado del portacerdas 10 se puede crear una depresión 38. Alternativamente, el portacerdas 10 puede tener previamente una elevación en la zona del borde de abertura 20, que luego desaparece parcial o totalmente por la conformación.

Si el sonotrodo 26 tiene una abertura que forma la escotadura 28, circunda completamente la abertura 12; si el sonotrodo 26 está hendido longitudinalmente y se compone de mordazas individuales, circunda parcialmente la abertura 12 por el lado delantero 18.

En el caso de las secciones de sonotrodo en forma de mordaza formadas por un sonotrodo hendido, éste también puede formar una unidad de sujeción, como se ha mencionado.

Para aumentar el tiempo de ciclo, también es posible prever en el sonotrodo 26 un dispositivo de refrigeración, por ejemplo con canales de refrigeración 40, que enfríe entonces el sonotrodo 26 y la materia sintética deformada plásticamente del portacerdas 10 después de que se haya producido la conformación plástica. Sin embargo, esto solo es opcional.

Adicional o alternativamente, el soporte 32 también puede estar provisto de un dispositivo de refrigeración para garantizar que la materia sintética solo se caliente en la zona del borde de abertura, es decir, solo ligeramente por debajo del lado delantero 18.

Según una variante de la invención, la materia sintética de la abertura 12 es calentada exclusivamente por el sonotrodo 26, es decir, cuando el extremo de fijación 24 engrosado se inserta en la abertura 12, el portacerdas 10 no se calienta en esta zona, sino que se encuentra a temperatura ambiente.

También según una variante de la invención, el extremo de fijación 24 engrosado está completamente solidificado y no se calienta cuando se inserta en la abertura 12.

Alternativamente, sin embargo, el extremo de fijación 24 engrosado puede tener todavía cierta temperatura elevada en relación con su entorno de modo que se ajuste a la forma del fondo 29 y al lado interior 22 de la abertura 12 cuando se inserta en la abertura 12.

En la variante según la figura 2, el dispositivo está configurado de tal forma que el extremo de fijación 24 se forma antes de que el haz de cerdas 14 se inserte en el sonotrodo 26.

Alternativamente, el haz de cerdas o, si se monta una cerda individual, puede colocarse primero en el alojamiento 28, y a continuación, el extremo de fijación 24 que sobresale del sonotrodo 26 se calienta, por ejemplo mediante aire caliente o calor radiante, de modo que se forma el extremo de fijación 24 en forma de tapón o esférico.

Opcionalmente, por ejemplo, el extremo de fijación 24 se endurece a continuación mediante aire de refrigeración y se lleva a temperatura ambiente antes de introducirlo en la abertura 12 asignada. Sin embargo, la refrigeración en general es solo una opción.

La variante según la figura 6 muestra otra opción de la presente invención, aquí un haz de cerdas 14 siempre se retira de un almacén de cerdas 42 a través de un dispositivo separador 44 giratorio. A continuación, el extremo de fijación se funde mediante un dispositivo de calentamiento 46 representado simbólicamente, formando el engrosamiento.

A continuación, el haz de cerdas 14 es retirado del dispositivo separador 44 y es transportado al sonotrodo 26. Alternativamente, el sonotrodo 26 retira el haz de cerdas 14 del dispositivo separador 44.

También hay que destacar que, en las formas de realización mostradas, las aberturas 12 son dotadas una tras otra, concretamente por medio de un sonotrodo 26, una tras otra.

En este caso, por ejemplo, el soporte 32 con el cuerpo de cepillo realiza un movimiento de posicionamiento, después de cada ciclo de fijación de haz, para posicionar el siguiente orificio frente al sonotrodo 26 (un movimiento denominado de orificio a orificio) para poder iniciar el siguiente ciclo de fijación. Alternativamente, el sonotrodo 26 puede posicionarse frente a un soporte 32 estacionario del cuerpo de cepillo, o tanto el soporte 32 como el sonotrodo 26 llevan a cabo respectivamente una parte del posicionamiento necesario.

Los dispositivos y mecanismos para efectuar tales movimientos de orificio a orificio son similares o idénticos a los de las máquinas de perforación y dotación de cepillos generalmente conocidas.

Evidentemente, también pueden trabajar en paralelo varios sonotrodos 26.

La figura 7 muestra otra forma de realización de la invención, en la que un sonotrodo 26 tiene más de un alojamiento 28 para una cerda o un haz de cerdas 14.

Aquí, el sonotrodo 26 puede recibir dos, tres, cuatro, cinco, seis o incluso más cerdas individuales o haces de cerdas 14 o todas las cerdas o haces de cerdas de un cepillo y transportarlos simultáneamente a las aberturas 12 asignadas y, a continuación, anclarlas allí.

El lado frontal 30 completo o bien puede estar realizado sin hombro y ser plana o estar realizado con una ligera curvatura deseada, que luego tiene la forma posterior del lado delantero 18 del cepillo.

Alternativamente, la figura 7 muestra que alrededor de cada alojamiento 28, el lado frontal 30 sobresale ligeramente del resto del lado inferior del sonotrodo 26, de modo que, por ejemplo, resulta una especie de cono anular, aunque la forma de este saliente no se limita necesariamente a un cono anular. Esto significa que, solo en esta zona, es decir, en la zona del respectivo borde de abertura 20, la materia sintética alrededor de las aberturas 12 se calienta y, a continuación, se deforma plásticamente. De esta manera, se reduce la fuerza total con la que el sonotrodo 26 presiona sobre el portacerdas 10.

La figura 8 muestra que las aberturas 12 pueden tener diferentes formas, incluso cualquier forma. Los alojamientos 28 tienen formas complementarias a ésta, por ejemplo los alojamientos 28 son circulares si la abertura 12 es circular, solo que tienen una sección transversal ligeramente menor, como se ha explicado anteriormente. Lo mismo ocurre con las demás formas discrecionales. Esto significa que la geometría de los alojamientos 28 se adapta preferiblemente a la geometría de las aberturas 12 con respecto a las secciones transversales.

En el caso de un sonotrodo según la figura 7, evidentemente, un sonotrodo 26 puede tener alojamientos 28 de diferentes geometrías y también tamaños.

También hay que destacar que en todas las formas de realización también se puede prever una herramienta de alimentación, con la que la cerda individual o las múltiples cerdas individuales o el haz de cerdas 14 o los múltiples haces de cerdas 14 son transportados primero al portacerdas 10 y movidos hacia dentro de las aberturas 12 asignadas. Solo entonces se aproximan uno o varios sonotrodos 26 que entonces provocan el calentamiento de la materia sintética y aseguran la conformación plástica del portacerdas en la zona del o de los bordes de abertura 20.

También puede estar previsto que el alojamiento 28 sea ligeramente más grande que el haz de cerdas asignado o la cerda que ha de ser instalada individualmente, de tal manera que el sonotrodo no mueva las cerdas individuales o la cerda individual durante su vibración. En este caso, las cerdas son posicionados mediante un dispositivo de sujeción separado. Sin embargo, esto no tiene que ser necesariamente el caso, ya que también puede haber cierto movimiento mínimo de las cerdas por el sonotrodo durante la vibración, como se ha descrito anteriormente, pero éste es tan mínimo que no da lugar a ningún posicionamiento incorrecto de la cerda o del haz de cerdas una vez conformada la materia sintética.

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento para la fijación de al menos una cerda en una abertura (12) asignada de un portacerdas (10) de materia sintética como parte de un cepillo posterior que tiene un lado delantero (18), teniendo la al menos una cerda un extremo de fijación (24) engrosado,caracterizado porlos siguientes pasos:

la al menos una cerda se inserta con su extremo de fijación (24) engrosado por delante, desde el lado delantero (18), en la abertura (12) hasta tal punto que el extremo de fijación (24) engrosado queda asentado completamente en la abertura (12) y situado a una distancia del lado delantero (18),

en el lado delantero (18) se aplica un sonotrodo (26) alrededor de un borde de abertura (20) que circunda la abertura (12) en el lado delantero (18),

se activa el sonotrodo (26) y, por su energía de vibración y el contacto con el portacerdas (10), provoca el calentamiento de la materia sintética del portacerdas (10) por debajo del borde de abertura (20), y el sonotrodo es presionado contra el borde de abertura (20) en el lado delantero (18) y deforma el portacerdas (10) calentado, por debajo del borde de abertura (20), y reduce la sección transversal de la abertura (12) en la zona del borde de abertura (20) a una sección transversal que es más pequeña que el extremo de fijación (24) engrosado para bloquear mecánicamente el extremo de fijación (24) en el portacerdas (10).

2. Procedimiento según la reivindicación 1,caracterizado porquese usa un sonotrodo (26) que circunda completa o parcialmente la abertura (12).

3. Procedimiento según la reivindicación 2,caracterizado porqueel sonotrodo (26) está hendido longitudinalmente y se compone de varias secciones de sonotrodo en forma de concha.

4. Procedimiento según la reivindicación 3,caracterizado porquelas secciones del sonotrodo juntas forman una unidad de sujeción para recibir y sujetar la al menos una cerda entre ellas.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores,caracterizado porquela al menos una cerda es de materia sintética y el extremo de fijación (24) engrosado se forma fundiendo un extremo de la cerda.

6. Procedimiento según la reivindicación 5,caracterizado porqueel haz de cerdas (14) tiene un extremo de fijación (24) común engrosado que se forma fundiendo los extremos adyacentes de las cerdas del haz de cerdas (14) antes o después de su inserción en el sonotrodo (26).

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores,caracterizado porqueel sonotrodo (26) y el portacerdas (10) realizan por cada ciclo de fijación un movimiento de posicionamiento uno respecto a otro.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores,caracterizado porqueel sonotrodo (26) tiene un alojamiento para la al menos una cerda y la al menos una cerda es transportada al portacerdas (10) y empujada desde el alojamiento hacia dentro de la abertura (12) del portacerdas (10).

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores,caracterizado porque, cuando la al menos una cerda se inserta en la abertura (12), el extremo de fijación (24) y/o el portacerdas (10) no están calentados en la zona del borde de abertura (20) y la abertura (12).

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores,caracterizado porqueel sonotrodo (26) recibe varios haces de cerdas (14) y los ancla simultáneamente en aberturas (12) asignadas del mismo portacerdas (10) mediante calentamiento y conformación de la materia sintética.

11. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores,caracterizado porquesolo se conforma una zona superior, próxima al lado delantero (18), de la materia sintética que delimita la abertura (12).

12. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores,caracterizado porquela materia sintética se conforma y la abertura (12) se estrecha de tal manera que la materia sintética conformada queda en contacto con la al menos una, quedando en contacto de forma estanqueizante, en particular, con la circunferencia exterior de un haz de cerdas (14).

13. Dispositivo para llevar a cabo el procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, con un soporte (32) para recibir portacerdas (10) con al menos una abertura (12), una herramienta de alimentación para la al menos una cerda que se inserta en la abertura (12), así como un sonotrodo (26) que recibe la al menos una cerda y que está guiado de forma móvil en dirección hacia el lado delantero (18) y alejándose del mismo, estando el sonotrodo (26) configurado de tal manera que puede calentar y conformar plásticamente la materia sintética por debajo del borde de abertura.

14. Dispositivo según la reivindicación 13,caracterizado porqueel sonotrodo (26) también forma parte de la herramienta de alimentación y tiene al menos un alojamiento (28) para al menos una cerda, estando prevista al menos una corredera (34) que empuja la al menos una cerda desde un alojamiento (28) asignado hacia dentro de la abertura (12) después de haber sido transportada hacia el portacerdas (10).

15. Dispositivo según la reivindicación 13 o 14,caracterizado porqueel alojamiento (28) está adaptado en sección transversal a la forma de la abertura (12) asignada y tiene una sección transversal menor que la abertura (12) en el estado no deformado.