Brevet FR2728768A1 — publié le 19960705

Dispositif pour arrondir les extrémités de soies en matière plastique La présente invention concerne un dispositif qui, desti- né à arrondir les extrémités de soies en matière plastique de brosses rondes à symétrie de révolution, comprend un outil à action abrasive. Des soies en matière plastique sont détachées, à la lon- gueur voulue, du monofilament continu par sectionnement. La surface de coupe est idéalement plane et perpendiculaire à l'axe des soies. Fréquemment, en particulier lorsqu'il s'agit de débiter des faisceaux de soies, il se produit cependant des coupes obliques et éventuellement il se forme aussi des barbes sur la surface de coupe. Dans de nombreux domaines d'utilisation ces soies à arêtes vives sont inutilisables ou du moins indésirables. C'est pourquoi les soies sont façon- nées à leurs extrémités pour rompre les arêtes et obtenir idéalement un sommet de soies sphérique. Pour le façonnage des extrémités de soies on dispose es- sentiellement de trois procédés, à savoir le traitement chi- mique des extrémités de soies par des solvants appropriés, la fusion thermique des extrémités des soies et le traitement d'abrasion mécanique par meulage. Dans la pratique c'est le procédé cité en dernier qui s'est dans une large mesure impo- sé. Des meules rotatives servent d'outil. Ce façonnage des extrémités de soies s'effectue sur la brosse finie sur la- quelle les soies sont disposées sous forme de faisceaux. Pour pouvoir façonner l'extrémité de soie individuelle efficace- ment il faut que la surface d'attaque de l'outil au contact de l'extrémité de la soie change constamment. Ceci se réalise par des mouvements relatifs de la brosse et de l'outil dans des directions différentes et par un profilage de l'outil de telle sorte que les faisceaux soient divisés dans la région 2 2728768 des extrémités par étalement des soies (brevet allemand 4141372 U1). Ainsi peuvent être obtenus, pour des brosses dont les extrémités des soies se trouvent sur une surface formant en- veloppe plane ou seulement légèrement courbée, des résultats dans une certaine mesure satisfaisants, mais non pas pour des brosses rondes, et surtout pas pour des brosses rondes dites torses, dans lesquelles les soies sont retenues, éventuelle- ment en plusieurs couches, entre deux fils centraux torsadés et les extrémités des soies se trouvent sur une surface cy- lindrique ou une surface conique. Cette structure est choisie par exemple pour des brosses interdentaires ou des brosses à mascara, en raison de la section nécessairement réduite du porte-soies, mais également pour des brosses de massage, des goupillons, etc. Pour des brosses rondes il a déjà été proposé (brevet allemand 4141372 A1) de faire tourner la brosse avec un espa- cement entre deux plaques chauffantes sensiblement parallèles ou de la plonger dans des trous cylindriques d'un outil chauffé et de la faire tourner (brevet européen 0438935 B1). Dans ce cas la distance entre les extrémités des soies et la surface chauffée, la température de cette dernière et la du- rée de séjour de la brosse ronde dans l'outil doivent être soigneusement adaptées les unes aux autres pour assurer que les soies sont soumises uniformément à la chaleur rayonnante. Dans le cas de plaques chauffantes parallèles ceci est déjà impossible du fait que la température superficielle baisse en direction des extrémités ouvertes de l'outil, et n'est pas non plus possible dans le cas de trous cylindriques puisque la chaleur s'accumule dans le trou et va en s'élevant de l'ouverture du trou en direction du fond de celui-ci. L'in- convénient majeur de tous les traitements de façonnage ther- miques réside dans le manque de qualité du résultat du façon- nage. Les extrémités des soies doivent être chauffées au 3 2728768 moins suffisamment pour que la matière plastique passe à l'é- tat fondu. A cet égard il serait souhaitable que seule l'arê- te de coupe soit fondue. Ceci est cependant impossible dans la pratique puisqu'un réglage de température à tel point pré- cis est impossible. Etant donné que le diamètre des soies est sujet à des variations du fait de la structure moléculaire du monofilament en matière plastique, ceci conduit obligatoire- ment à une profondeur de fusion variable. A cela s'ajoute que toute contrainte thermique conduit à la décomposition de la structure moléculaire orientée linéairement. Il se forme des épaississements d'épaisseur inégale. En outre, la matière plastique à l'extrémité des soies perd ses propriétés d'élas- ticité, c'est-à-dire que l'extrémité des soies durcit et se détache, déjà au bout d'une courte durée d'utilisation, sous forme d'éclat. La présente invention a pour but de proposer un disposi- tif pour le façonnage mécanique des extrémités des soies de brosses rondes qui permette d'obtenir des extrémités de soies arrondies uniformément. Ce but est atteint, pour un dispositif destiné à arron- dir les extrémités de soies en matière plastique de brosses rondes à symétrie de révolution et muni d'un outil à action abrasive, selon l'invention par le fait que l'outil est un corps creux à symétrie de révolution qui, garni d'une surface intérieure abrasive, présente un contour intérieur correspon- dant au contour extérieur de la brosse ronde et dont la sec- tion est, au moins par endroits, plus petite que celle de ce dernier, et qu'il est prévu entre la brosse ronde et l'outil un mouvement de rotation relatif et un mouvement axial rela- tif susceptible d'être inversé. Du fait que le contour intérieur de l'outil présente, au moins par endroits, une section plus petite que celle du con- tour extérieur de la brosse ronde, étant entendu qu'elle peut 4 2728768 évidemment aussi être plus petite sur toute la longueur axia- le, il est assuré, en combinaison avec le mouvement de rota- tion et le mouvement axial inversible, que la surface de tra- vail de l'outil exerce son action sur les extrémités de tou- tes les soies de la brosse ronde. Ainsi les soies s'écartent de leur position étendue de sorte que leurs extrémités sont, grâce au mouvement de rotation et au mouvement axial alterna- tif, façonnées sous des angles variant constamment, ce qui conduit à l'obtention d'un sommet de soies parfaitement ar- rondi. Le résultat de ce travail, c'est-à-dire le contour des extrémités des soies, peut être influencé par plusieurs para- mètres, à savoir la différence de section entre la brosse ronde et l'outil, par laquelle le degré de déviation des soies hors de leur position étendue et, par suite, l'angle de façonnage sont déterminés, le nombre de tours de rotation de la brosse ronde et/ou de l'outil et l'amplitude et la période du mouvement axial alternatif. Dans une forme de réalisation de l'invention il est pré- vu que le mouvement de rotation soit lui aussi inversible, c'est-à-dire un mouvement d'oscillation, de sorte que la soie est déviée, au cours de chaque cycle de façonnage, dans qua- tre directions orientées sensiblement perpendiculairement les unes aux autres. Pour des brosses rondes en forme de tambour, c'est-à-dire cylindriques circulaires, l'outil présente éga- lement un contour intérieur cylindrique circulaire, alors que pour des brosses rondes coniques l'outil est intérieurement conique en conséquence. Dans un autre exemple de réalisation de l'invention l'outil présente un diamètre intérieur variant dans la direc- tion axiale. Dans cette forme de réalisation l'angle de fa- çonnage varie constamment en raison du mouvement axial, les soies sont plus fortement déviées au niveau de plus petits diamètres intérieurs de l'outil que dans des régions de plus grands diamètres. 2728768 Des résultats analogues peuvent être obtenus dans la di- rection de rotation lorsque l'outil présente un diamètre in- térieur qui varie dans la direction périphérique. Dans un exemple de réalisation pratique l'outil peut présenter dans la direction axiale, éventuellement aussi dans la direction périphérique, un profil ondulé. De préférence, il est cependant prévu un profil ondulé hélicoïdal qui, en combinaison avec le mouvement rectiligne et le mouvement de rotation, conduit à une déviation des soies dans toutes les directions avec, en outre, un angle de déviation qui varie. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention l'outil est réalisé de façon à présenter deux étages avec des diamètres intérieurs différents qui sont chacun inférieurs au diamètre extérieur de la brosse ronde. Selon une autre caractéristique de l'invention il est prévu deux outils avec des diamètres intérieurs différents, lesquels sont chacun inférieurs au diamètre extérieur de la brosse ronde. Dans une forme de réalisation avantageuse de l'invention il est prévu que l'outil soit constitué d'au moins deux seg- ments en forme de cuvettes qui peuvent être déplacés, trans- versalement à leur axe, entre une position ouverte dans la- quelle ils se trouvent à une certaine distance l'un de l'au- tre, et une position de service fermée. Les segments peuvent être amenés dans la position ouver- te pour que la brosse ronde puisse plus facilement être in- troduite dans l'outil. Dans la position ouverte la brosse ronde et/ou l'outil peuvent, éventuellement aussi entre les phases de façonnage, être refroidis ou l'outil être purgé, pour éliminer les déchets de frottement en matière plastique sous forme de poussière. Le fait d'ouvrir et de fermer l'ou- 6 2728768 til cycliquement peut rendre le façonnage des extrémités des soies plus effectif. Une autre forme de réalisation se distingue par le fait que le corps creux formant l'outil est perforé. Dans cette forme de réalisation les déchets de meulage sont éliminés en continu. Ceci peut encore être favorisé par le fait que l'ou- til est soumis, sur une partie de sa longueur axiale, à l'ac- tion d'air comprimé, de sorte que l'outil et la brosse ronde sont en même temps refroidis. L'invention est décrite plus en détail ci-dessous & l'aide d'exemples de réalisation représentés aux dessins an- nexés sur lesquels: la figure 1 est une vue longitudinale d'une brosse ron- de; la figure 2 représente la brosse ronde de la figure 1 en vue frontale; la figure 3 représente l'outil, en coupe axiale, dans une première phase de travail; la figure 4 représente l'outil en coupe transversale; la figure 5 représente l'outil de la figure 3 dans une autre phase de travail; la figure 6 représente un outil conique en coupe longi- tudinale; la figure 7 représente un outil à profil ondulé; la figure 8 représente un outil à profil hélicoïdal; 7 2728768 la figure 9 représente un outil à deux étages; la figure 10 représente un outil divisé à deux étages; la figure 11 représente un outil à deux cuvettes dans deux positions de service; et la figure 12 représente un outil perforé. La brosse ronde 1 des figures 1 et 2 comporte un sup- port, ou porte-soies, 2 en forme de fil ou de barre, éventu- ellement formé de deux fils à section circulaire torsadés, avec une partie formant poignée 3. Les soies 4 de longueur égale sont disposées sur le support 2 de façon à faire sail- lie radialement dans un ordre régulier de sorte que les ex- trémités 5 des soies se trouvent sur une surface formant en- veloppe cylindrique 6 qui constitue en même temps la surface de travail des soies 4. Pour façonner, en particulier arrondir, les extrémités 5 des soies il est prévu un dispositif non spécialement repré- senté avec un outil 7 présenté sous la forme d'un cylindre creux 8 qui présente sur sa surface intérieure 9 une couche à action abrasive sous la forme d'un enduit, d'un revête- ment remplaçable ou analogue. Dans l'exemple de réalisation représenté le diamètre intérieur de l'outil 7 est, sur toute la longueur axiale de celui-ci, inférieur au diamètre extéri- eur de la brosse ronde 1, de sorte que les soies 4, en étant glissées dans l'outil 7, comme représenté sur la figure 3, sont déviées ou repliées, dans le sens opposé au sens de mou- vement axial indiqué par des flèches, hors de leur position étendue. L'outil 7 ou la brosse ronde 1 est relié à un mécanisme d'entraînement axial alternatif dont la direction de travail est indiquée par les flèches de direction des figures 3 et 5. 8 2728768 Lors de ce va-et-vient les soies 4 sont repliées, par rapport au support 2, tour à tour dans le sens opposé au sens de mou- vement concerné. En même temps, il est communiqué à la brosse ronde 1 ou à l'outil 7 un mouvement de rotation, de préféren- ce alternatif, comme indiqué par la double flèche de la figu- re 4. Ainsi les soies sont, à la différence de la position neutre représentée sur la figure 4, repliées chaque fois dans le sens opposé au sens de rotation. De cette manière les ex- trémités 5 des soies sont façonnées sans cesse successivement de quatre côtés de sorte qu'elles sont régulièrement arron- dies au bout de quelque temps de fonctionnement. Des brosses rondes du genre indiqué sont souvent coni- ques. Pour de telles brosses rondes peut être prévu un outil réalisé, en conséquence, sous une forme conique selon la fi- gure 6. Pour éviter que lors du façonnage des extrémités de soies il ne soit produit, du fait des directions de façonnage préétablies, une symétrie à faux-rond indésirable aux extré- mités des soies, le cylindre creux 8 ou le revêtement 10 peu- vent en outre être profilés, par exemple sous la forme d'un profil ondulé (figure 7) ou d'un profil hélicoïdal (figure 8). Il peut également être prévu, soit un cylindre creux 8 à deux étages avec une double longueur de travail 14, 15 (figu- re 9), soit deux cylindres creux séparés 16, 17 (figure 10) avec des diamètres intérieurs différents de sorte que les soies sont façonnées avec des repliements différents. Le cylindre creux 8 peut par exemple être divisé dans un plan radial 11 et être constitué de deux segments en forme de cuvettes 12, 13 (figure 11) qui dans la position de service fermée (figure 11, à droite) forment une surface intérieure cylindrique. Les segments peuvent être amenés, perpendiculai- rement à l'axe du cylindre creux, dans une position ouverte (figure 11, à gauche) et éventuellement, lors du façonnage, 9 2728768 également être animés d'un mouvement alternatif entre les deux positions, de sorte que les soies sont déviées, sous des angles qui varient constamment, hors de la position étendue. En outre, le corps creux 8 et le revêtement 10 peuvent être perforés (figure 12) pour faire passer les déchets de frottement des soies hors du corps creux à travers des ouver- tures 18, ce qui peut encore être favorisé en soumettant une partie de la périphérie de l'outil à l'action d'air comprimé ou d'air aspiré. Ainsi l'outil 7 et la brosse ronde 1 peuvent en outre encore être refroidis. 2728768 REVENDICATIONS 1. Dispositif qui, destiné à arrondir les extrémités de soies en matière plastique de brosses rondes à symétrie de révolution, comporte un outil à action abrasive, caractérisé en ce que l'outil (7) est un corps creux à symétrie de révo- lution (8) qui, garni d'une surface intérieure abrasive (10), présente un contour intérieur correspondant au contour exté- rieur de la brosse ronde (1) et dont la section est, au moins par endroits, plus petite que celle de ce dernier, et en ce qu'il est prévu entre la brosse ronde et l'outil un mouvement de rotation relatif et un mouvement axial relatif susceptible d'être inversé. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mouvement de rotation relatif peut lui aussi être inversé. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que pour des brosses rondes (1) en forme de tambour est prévu un outil (7) à contour intérieur cylindrique circulaire. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'outil (7) présente un diamètre intérieur qui sur toute la longueur axiale est inférieur au diamètre extérieur de la brosse ronde (1). 5. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que pour des brosses rondes coniques est prévu un outil à contour intérieur conique. 6. Dispositif selon la revendication i ou 2, caractérisé en ce que l'outil (7) présente un diamètre qui varie dans la direction axiale. 11 2728768 7. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'outil (7) présente un diamètre intérieur qui va- rie dans la direction périphérique. 8. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'outil (7) présente, dans la direction axiale, un profil ondulé. 9. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'outil (7) présente un profil hélicoïdal. 10. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'outil (7) présente deux étages avec des diamètres intérieurs différents qui sont chacun inférieurs au diamètre extérieur de la brosse ronde (1). 11. Dispositif selon la revendication i ou 2, caractéri- sé en ce qu'il est prévu deux outils (7) avec des diamètres intérieurs différents qui sont chacun plus petits que le dia- mètre extérieur de la brosse ronde (1). 12. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractéri- sé en ce que l'outil (7) est constitué par au moins deux seg- ments en forme de cuvettes qui peuvent être déplacés, trans- versalement à l'axe de l'outil, entre une position ouverte dans laquelle ils se trouvent à une certaine distance l'un de l'autre, et une position de service fermée. 13. Dispositif selon la revendication i ou 2, caractéri- sé en ce que le corps creux (8) formant l'outil (7) est per- foré.