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METHODE DE FABRICATION DE BROSSES ET MACHINE DE FABRICATION DE BROSSES La présente invention concerne une méthode de fabrication de brosses dans un moule de coulée sous pression, les touffes de poils et les corps de brosses étant composés de matière thermoplastique.
Plusieurs méthodes et dispositifs de fabrication de brosses dont les touffes de poils sont ancrées dans un corps de brosse sont déjà connues.
Un problème concerne la solidité de l'ancrage des touffes de poils dans le corps de brosse. Par exemple, on sait déjà grâce au brevet européen n 0 142 885 qu'il est nécessaire de faire fondre les extrémités de fixation des touffes de poils pour relier les fibres isolées entre elles et pour mettre à découvert les extrémités de fixation fondues. Pour cette raison, une fermeture de moule doit être créée entre les touffes de poils et la matière de corps de brosses moulée par injection autour des extrémités de fixation.
La haute pression requise lors du processus de coulée entraîne un autre problème, à savoir celui de l'étanchéité dans la zone des cavités du moule. Il convient donc d'empêcher que la matière à mouler par injection ne pénètre dans les cavités du moule garnies de touffes de poils. Toutefois, le problème est qu'il peut exister des marges de tolérance en ce qui concerne la section des touffes de poils en raison de la différence du nombre de fibres. Pour garantir l'étanchéité, plusieurs mesures particulières sont prévues.
Par exemple, les extrémités internes des cavités du moule, constituant par après le corps de brosse, sont pourvues de rétrécissements ou présentent un moulage en forme de cône (DE-PS 2 922 877).
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La présente invention se donne pour objectif d'élaborer une méthode de fabrication et une machine de fabrication de brosses qui, d'une part, assure l'ancrage solide des touffes de poils dans le corps de brosse et qui, d'autre part, ne requiert aucune mesure coûteuse dans la zone de perforation du moule pour assurer l'étanchéité.
Pour parvenir à cet objectif, la présente invention propose en particulier que, lors d'un premier processus de moulage sous pression, soit moulée une première partie du corps de brosse dont les trous d'insertion des touffes de poils se présentent comme des perforations et que par la suite, les touffes de poils soient insérées dans les cavités leur étant réservées et que les extrémités internes opposées aux extrémités d'utilisation soient fondues et raccordées à la première partie du corps de brosse de manière à assurer un ancrage solide. Lors d'un deuxième processus de moulage, l'invention propose que soit moulée une deuxième partie du corps de brosse à laquelle sera raccordée la première partie par moulage périphérique, ce processus permettant ainsi de recouvrir les extrémités internes des touffes de poils.
Après le moulage de la première partie du corps de brosse, les touffes de poils sont insérées dans les cavités et raccordées à la partie du corps de brosse de manière à assurer la solidité de l'ancrage. Lors du deuxième processus de moulage, le moule de coulée sous pression présentant les cavités du moule est alors rendu étanche dans la zone des cavités du moule suite à l'ancrage solide des touffes de poils dans le corps de brosse, de telle sorte qu'une infiltration de matière à mouler par injection est pratiquement exclue dans la zone des touffes de poils.
Durant le deuxième processus de moulage, les touffes de poils peuvent se loger soit dans des trous borgnes, soit dans des
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perforations d'une moitié de moule. Si le moule présente des trous borgnes, les parties du corps de brosse pourvues de touffes de poils sont insérées à partir du côté interne du moule.
Si, selon un mode de réalisation de l'invention, la moitié de moule présente des perforations, les touffes de poils sont introduites directement à partir de l'extérieur par les cavités d'une moitié de moule et raccordées par la suite à la première partie du corps de brosse de façon à assurer un ancrage solide. En ce qui concerne les perforations, il est également possible d'introduire les touffes de poils à partir de l'extérieur au travers du moule, bien que la partie du corps de brosse se trouve à l'intérieur du moule.
En outre, selon un autre mode de réalisation de l'invention, il peut être prévu que les touffes de poils, lors de leur introduction ou après celle-ci dans la première partie du corps de brosse, soient formées par un déplacement longitudinal des fibres des touffes de poils individuelles et soient mises en forme à l'endroit de leurs extrémités d'utilisation. Une opération séparée après la fabrication de la brosse peut ainsi être évitée.
La présente invention concerne également une machine de fabrication de brosses comportant un moule de coulée sous pression pour la fabrication de corps de brosses en matière plastique, ainsi qu'une installation permettant l'insertion des touffes de poils dans les perforations et leur raccord avec le corps de brosse.
Cette machine de fabrication de brosses est caractérisée en ce que le moule de coulée sous pression présente une première série de niches de moule pour réaliser le moulage de la partie du corps de brosse présentant des perforations pour l'insertion des touffes de poils ainsi qu'une deuxième série
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de niches de moule pour réaliser le moulage périphérique de la partie du corps de brosse au moins dans la zone des points arrières de fixation des touffes de poils ancrées dans les trous des corps de brosses.
Comme on l'a déjà décrit pour le processus de fabrication de brosses, la première étape de moulage concerne les parties du corps de brosse comprenant des perforations pour l'insertion des touffes de poils et la deuxième étape de moulage concerne le reste du corps de brosse ainsi que le moulage périphérique des touffes de poils raccordées auparavant à la première partie du corps de brosse dans le but d'assurer un ancrage solide. L'ancrage dans la zone même des touffes de poils n'a pas d'importance ou ne joue qu'un rôle secondaire étant donné que leurs extrémités sont soudées de manière étanche avec la partie du corps de brosse et que cette partie, située entre l'espace de moulage et les touffes de poils, assure le rôle d'étanchéification.
Conformément au but de l'invention, le moule de coulée sous pression est formé comme instrument rotatif comprenant une première série de niches de moule pour la fabrication des parties de corps de brosses présentant les perforations pour l'insertion des touffes de poils et une deuxième série de niches de moule pour le logement de la partie du corps de brosse raccordée aux touffes de poils et pour le moulage d'au moins une autre zone partielle du corps de brosse recouvrant les points de fixation des touffes de poils.
Les brosses peuvent être fabriquées complètement au moyen d'un tel moule de coulée sous pression et sont maintenues à l'intérieur du moule pendant toute l'opération, de sorte que des transports internes compliqués et des processus de transfert ne sont pas nécessaires.
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Une forme de réalisation de l'invention prévoit un moyen permettant d'ancrer solidement les touffes de poils se trouvant dans les perforations dans les parties des corps de brosses ainsi que de préférence une plaque chauffante qui peut être introduite entre les moitiés de moule lorsque celui-ci est ouvert et qui peut être positionné dans la zone de la partie du corps de brosse garnie de touffes de poils.
Lors de cette opération, les parties du corps de brosse et les touffes de poils sont raccordées entre elles de manière à assurer un ancrage solide, dans la mesure où les extrémités d'ancrage des touffes de poils sont fondues sous l'effet de la chaleur et où elles sont de ce fait raccordées aux zones internes en bordure du trou de la partie du corps de brosse.
Lors de la fonte, les extrémités des fibres individuelles s'unissent pour former une masse fondue continue en plastique, de sorte que, après la fonte sur la partie du corps de brosse, cette masse fondue forme une partie étanche depuis l'arrière de la zone de perforations.
Lors du processus de moulage suivant du reste du corps de brosse, aucune matière à mouler par injection ne peut atteindre la zone des touffes de poils même lors de l'apparition d'une haute pression d'injection.
Un autre mode de réalisation de l'invention prévoit que la partie du moule de coulée sous pression présentant les cavités du moule soit raccordée à un vibrateur ou autre appareil du même genre. L'introduction de touffes de poils dans les cavités du moule sera favorisée par la présence de ce vibrateur, en particulier aussi lorsque sont prévus par exemple des cavités du moule en forme de cône ou autre de ce genre pour assurer l'ancrage solide des extrémités des touffes de poils.
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Des modes de réalisation supplémentaires de la présente invention font l'objet des revendications secondaires.
L'invention, ainsi que ses caractéristiques principales, sera décrite plus en détail ci-après à l'aide des figures, qui représentent respectivement : Fig. 1 : une vue latérale d'une machine de fabrication de brosses comprenant un moule de coulée sous pression, un dispositif de découpage et un dispositif d'insertion des touffes de poils, Fig. 2 et 3 : différents modes de réalisation de brosses à dents fabriquées conformément à l'invention, Fig. 4a à 4d : vues latérales de parties de brosses à des étapes de fabrication différentes, Fig. 5 : une vue latérale d'une partie du corps de brosse avec des touffes de poils insérées dans les trous et une partie de la plaque chauffante, Fig. 5a : une vue correspondant à celle de la fig. 5 comprenant ici déjà les extrémités fondues des touffes de poils reliées à la partie du corps de brosse, Fig. 6 :
une vue correspondant approximativement à celle de la fig. 5, comprenant toutefois ici une flamme pour l'échauffement de l'extrémité d'ancrage de la touffe de poils, Fig. 7 : une vue latérale d'une partie de corps de brosse comprenant des touffes de poils obliques,
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Fig. 8 et 8a : vues latérales de parties de corps de brosses comprenant des touffes de poils insérées dans les trous et un dispositif de mise en forme ainsi que à la fig. 8a une plaque chauffante, Fig. 9 : une vue partielle d'un schéma représentant une machine de fabrication de brosses ainsi qu'un moule d'introduction des touffes de poils modifié par rapport à la fig. 1.
La figure 1 représente une machine de fabrication de brosses 1 présentant un moule de coulée sous pression 2 comprenant des moitiés de moule 3 et 4, un dispositif d'alimentation des touffes de poils 5 ainsi que un dispositif de découpage des touffes de poils 6.
Grâce au dispositif d'alimentation des touffes de poils 5, les touffes de poils 7 sont introduites dans des cavités 9 situées dans une des moitiés de moule 3 par des bobines 8 du moule de coulée sous pression 2.
Le dispositif d'alimentation des touffes de poils 5 est composé d'un dispositif d'amenée 10 pouvant se déplacer dans un sens comme dans l'autre conformément à la flèche Pfl et qui insère les touffes de poils 7 chaque fois sur une longueur prévue du moule de coulée sous pression. Les touffes de poils sont alors chaque fois séparées l'une de l'autre grâce à un mouvement d'avancement du dispositif de découpage des touffes de poils 6.
La moitié de moule 3 comprend une partie de corps de brosse 11 comportant des perforations 12 dans lesquelles les touffes de poils 13 mises à longueur sont insérées, touffes de poils
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dont les extrémités internes 14 sont fondues et ancrées dans la partie du corps de brosse 11.
La figure 4 représente une section d'une telle partie d'un corps de brosse 11 pourvue de perforations 12. Au cours de l'opération suivante correspondant à la figure 4a, la partie du corps de brosse 11 est garnie de touffes de poils 13 dont les extrémités internes 14 font saillie de la face arrière 15 de la partie du corps de brosse 11. A l'aide d'une plaque chauffante 16, les extrémités internes des touffes de poils sont chauffées et fondues, après quoi ces extrémités fondues sont fixées aux bords des trous de la partie du corps de brosse 11, comme le montre la figure 4b. Dans l'exemple de réalisation représenté de l'invention, les extrémités internes des perforations 12 présentent des formes d'élargissement coniques 17 qui sont remplies de matière fondue après la fonte des extrémités internes 14 des touffes de poils 13.
Ce phénomène contribue à un ancrage solide des touffes de poils dans la partie du corps de brosse 11.
Après l'enlèvement de la plaque chauffante 16, la face arrière 15 de la partie du corps de brosse 11 est également ancrée solidement dans la zone des perforations 12 (comparer à la figure 4c).
Après le soudage des touffes de poils et de la partie du corps de brosse et après l'ancrage de la face arrière, la plaque chauffante 16 (comparer à la figure 1) est pivotée entre les moitiés de moule 3 et 4, de sorte que le moule peut alors être fermé. Ensuite, lors d'un deuxième processus de moulage par injection, la première partie du corps de brosse 11 est moulée par moulage périphérique et les extrémités d'ancrage internes 14 des touffes de poils 13 sont recouvertes.
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Après ce processus de moulage, lors duquel une deuxième partie de corps de brosse 18 (comparer à la figure 3) est moulée, le corps de brosse fini est formé avec des touffes de poils insérées et ancrées.
Lors du deuxième processus de moulage, les cavités du moule 9 sont bouchées par les touffes de poils 13 insérées dans ces perforations et également par la partie du corps de brosse 11 se trouvant dans le moule.
Aucun matériau de moulage ne peut pénétrer par la face arrière de la partie du corps de brosse 11, étant donné que dans la zone des perforations 12 un ancrage complet est réalisé par le processus de fonte et également par la fixation grâce à la fonte des touffes de poils 13 sur la partie du corps de brosse 11.
Après l'ouverture du moule de coulée sous pression 2, l'éjection de la brosse et un usinage éventuel, on obtient par exemple la brosse à dents 19 représentée à la figure 3.
Dans la représentation en coupe, on reconnaît facilement la première partie du corps de brosse 11 qui est formée ici par une partie de corps de brosse en forme de plateau comprenant les perforations 12 et délimitant le champs de la brosse. Cette partie en forme de plateau peut s'étendre jusqu'aux flancs où, conformément au but de l'invention, le joint de séparation coïncide avec le niveau de séparation du moule. De cette manière, aucun joint de séparation supplémentaire ou autre de ce genre n'est décelable après fabrication. Dans ce mode de réalisation de l'invention, la deuxième partie du corps de brosse 18 comprend une tête 20 enveloppant la première partie du corps de brosse 11 en forme de plateau et un manche 21 s'y rattachant.
Comme on le voit à la figure 2, les deux parties du corps de brosse 11 et 18 peuvent également être formées dans l'ordre inverse comme à la figure 3. La première partie du corps de
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brosse 11 a pourvue de perforations 12 pour l'insertion des touffes de poils 13 constitue dans ce cas-ci une zone de la tête de la brosse 20 à laquelle se rattache en un morceau le manche 21. Dans cet exemple de réalisation de l'invention, la tête de la brosse présente un creux sur la face arrière, dans lequel peut être moulée par injection la deuxième partie du corps de brosse 18a lors du deuxième processus de moulage.
Outre les deux exemples de réalisation de l'invention représentés aux figures 2 et 3, d'autres conceptions des parties du corps de brosse sont encore possibles. On pourrait entre autre également imaginer un mode de réalisation comprenant plus de deux parties.
La première partie 11, 11 a du corps de brosse pourvue de perforations 12 pour l'insertion des touffes de poils 13 peut être amenée en tant que partie séparée du moule de coulée sous pression 2. A ce propos, il est possible que cette partie du corps de brosse 11, lia soit déjà pourvue de touffes de poils soudées. Dans ce cas, les touffes de poils faisant saillie hors de la face supérieure de la partie du corps de brosse s'inséreraient dans les creux du moule correspondants, par exemple des trous borgnes de la moitié de moule 3.
Dans l'exemple de réalisation de l'invention conforme aux figures 1 et 9, la moitié de moule 3 présente des perforations 9, à travers lesquelles les touffes de poils 13 peuvent être amenées vers une partie du corps de brosse 11, 11a se trouvant dans le moule.
On prévoit toutefois de préférence que les deux parties du corps de brosse 11,18 respectivement 11a, 18a soient moulées dans un moule de coulée sous pression 2. Lors du premier
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processus de moulage concernant la première partie du corps de brosse, un corps de remplissage pourrait exister dans une autre zone de niches de moule et dans la zone des perforations ultérieures sont placées le cas échéant des broches enfoncées dans les cavités du moule 9. Ces broches pourraient se trouver également dans le corps de remplissage. Après le premier processus de moulage et l'enlèvement du corps de remplissage ainsi que des broches, les touffes de poils 13 peuvent alors être introduites.
Ce premier processus de moulage est suivi alors du processus de fabrication suivant déjà décrit plus haut et comprenant le soudage des touffes de poils et le deuxième processus de moulage du reste du corps de brosse.
Il est également possible que le moule de coulée sous pression 2 fonctionne avec un outil rotatif.
Lors des deux processus de moulage, différents matériaux peuvent également être utilisés selon le besoin.
Conformément à la figure 1, les touffes de poils sont amenées directement au moule de coulée sous pression 2 par des bobines 8. A ce propos, il convient également de mentionner que les touffes de poils peuvent aussi être enfoncées dans les cavités du moule par d'autres moyens. La figure 9 représente un exemple de réalisation de l'invention dans lequel les touffes de poils sont d'abord déposées dans une plaque à trous 22. Durant ce processus, la plaque à trous 22 se trouve à l'extérieur du moule de coulée sous pression et il est prévu également ici un approvisionnement des touffes de poils par les bobines 8, à partir desquelles les touffes de poils 7 sous forme d'écheveau de fil sont amenées vers la plaque à trous 22 par le dispositif d'amenée 10.
Les extrémités des touffes de poils introduites dans la plaque à
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trous 22 sont alors coupées selon la longueur appropriée à l'aide d'un dispositif de découpage 6.
Ensuite, la plaque à trous 22 est déplacée latéralement vers la moitié de moule 3, comme le montre la flèche Pf2, de sorte que les trous 23 se trouvant dans la plaque à trous 22 s'alignent sur les cavités du moule 9 de la moitié de moule 3. Cette opération est représentée en traits interrompus à la figure 9.
Un dispositif de déplacement 24 comprenant des broches d'enfoncement 25 disposées selon le champs de trous de la brosse sert de bourrage des touffes de poils 13 se trouvant dans la plaque à trous 22. Ces broches peuvent être déplacées suivant la double flèche Pf3 et peuvent ainsi expulser les touffes de poils 13 insérées dans la plaque à trous 22 ainsi que transférer respectivement dans une moitié de moule 3 une partie du corps de brosse 11 se trouvant dans cette moitié de moule 3.
Les différents dispositifs d'amenée des touffes de poils peuvent être utilisés suivant la place disponible.
Le moule de coulée sous pression 2 représenté à la figure 1 présente en outre un vibrateur 26 situé sur la moitié de moule 3, ce vibrateur déplaçant par vibration la moitié de moule 3 lors de l'insertion des touffes de poils. Ce procédé permet de dresser les fibres individuelles des touffes de poils parallèlement et de favoriser de cette manière une forte densité de tassement. En outre, ce procédé facilite l'amenée des touffes de poils lors d'une haute contrepression apparaissant par exemple lorsque les cavités du moule présentent des rétrécissements coniques à leurs extrémités.
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Aux figures 5 et 5a, on reconnaît une plaque chauffante 16 présentant des formations 27 dans les zones tournées vers les extrémités internes des touffes de poils 14.
A travers ces formations, les extrémités des touffes de poils 14 chauffées et plastifiées sont enfoncées dans l'élargissement 17 des perforations 12 et soudées ainsi aux matériaux de la première partie du corps de brosse 11. Le soudage et l'ancrage solide entraînent la position d'ancrage des touffes de poils 13 représentée à la figure 5a.
On remarque à la figure 6 que au lieu par exemple d'une plaque chauffante électrique 16, un procédé de chauffage à flamme peut également être utilisé pour fondre les extrémités saillantes des touffes de poils 14.
Les touffes de poils 13 peuvent également être placées dans des perforations obliques, comme le montre la figure 7. Il est également possible de former les touffes de poils 13 avant de fondre leurs extrémités saillantes 14 par déplacement longitudinal de fibres afin de réaliser la mise en forme de leurs extrémités d'utilisation 28, comme le montrent les figures 8 et 8a.
La mise en forme peut être réalisée par la plaque chauffante 16 ou avant l'échauffement au moyen d'un disque de mise en forme 30 présentant des formations correspondantes.