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"Procédé et dispositif destiné au profilage et à l'usinage d'aires d'implantation de soies" L'invention concerne un procédé destiné au profilage et à l'usinage d'aires d'implantation de soies de brosses, plus particulièrement de brosses à dents, dans lequel les soies sont tranchées et arrondies aux extrémités.
Dans le cas de brosses à dents, l'on sait que l'on profile le côté d'utilisation par exemple en forme de pointe afin que les soies puissent mieux pénétrer dans les espaces situés entre les dents. Le profilage des aires d'implantation de soies peut s'effectuer au moyen de fraises profilées dont le contour est adapté au contour souhaité de l'aire d'implantation des soies. Afin que les fibres des soies ne blessent pas les gencives sensibles, les extrémités des fibres s'étendant jusqu'au sommet doivent être arrondies. Par l'utilisation de fraises étagées, la majeure partie des fibres peut être tranchée si bien que l'arrondissage est simplifié. Néanmoins, ceci n'empêche pas qu'une partie des fibres dans la zone limite s'étendant verticalement aboutissent entre deux étages et ne soient par proprement tranchées aux extrémités respectivement qu'elles s'effilochent.
De telles fraises étagées sont en outre onéreuses quant à la fabrication et ne peuvent être que difficilement rectifiées.
L'on sait déjà également dévier les fibres des faisceaux de soies principalement dans la direction longitudinale de la zone de la fibre à dévier et les maintenir à distance du plan de travail tandis que les faisceaux de soies non déviés sont usinés. Ainsi, l'on peut éviter que les fibres de soies dans la zone limite entre deux étages d'usinage ne soient pas proprement tranchées. Toutefois, même grâce à ce procédé, des profilés fins ne peuvent être réalisés que de façon comparativement onéreuse.
Le but de la présente invention consiste à développer un procédé et un dispositif dans le cas desquels des segments de profilage peuvent être aménagés dans la direction transversale et/ou longitudinale d'aires d'implantation de soies, les extrémités des
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fibres pouvant être usinées sans aucun problème et dans un angle le plus émoussé possible et ainsi plus particulièrement arrondies facilement. Dans ce cas, les profilages continus ou finement étagés doivent aussi pouvoir être réalisés.
Afin d'atteindre ce but, l'on propose plus particulièrement conformément à l'invention que les soies de au moins un segment de l'aire d'implantation des soies devant être profilé soient déviées latéralement et pressées sous un premier plan d'usinage destiné au tranchage ou à la rectification, que la déviation élastique latérale s'effectue à partir de la zone présentant les soies les plus courtes après usinage, que les soies serrées et déviées latéralement soient ensuite successivement libérées et usinées et qu'au cours de cette libération et du redressement des soies la distance qui sépare le plan d'usinage de la brosse soit accrue.
Grâce à ce procédé, il est également possible d'aménager des profilages s'étendant en forme d'étages de même que plus particulièrement des profilages s'étendant continuellement de façon définie dans l'aire d'implantation des soies.
Les profilages étagés peuvent être réalisés dans la mesure où une partie des soies déviées est libérée et usinée et ensuite où, pour l'étape suivante de profilage, la distance entre la brosse et le plan d'usinage est agrandie et les soies suivantes libérées. Cet ordre des opérations est poursuivi jusqu'à l'usinage des soies les plus longues respectivement jusqu'à l'étape de profilage avec les soies les plus longues. n est particulièrement avantageux que l'on puisse procéder à un profilage sans étape sans que les coûts soient accrus. Dans ce cas, la libération ou le déploiement des soies de même que la modification de la distance qui sépare le plan d'usinage de la brosse sont également effectués de manière continue plus particulièrement synchronisée, les différentes fibres ou rangées de fibres pouvant être successivement libérées.
Ainsi la"gradation"peut être réduite jusqu'à la section transversale des fibres individuelles, ce qui, dans la pratique, est synonyme d'un parcours de profilage continu.
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Dans le procédé, il est prévu conformément à l'invention que l'usinage soit effectué des soies les plus courtes sur la brosse préparée aux soies les plus longues d'un segment d'une aire d'implantation de soies devant être profilé.
Dans le cas d'un profilage avec des saillies et des creux l'usinage s'effectue, pour une saillie de profilage, en partant des creux de profilage adjacents jusqu'aux soies les plus longues de la saillie de profilage. n est préférentiellement prévu que dans plusieurs zones de profilage saillantes et en retrait d'une aire d'implantation de soies l'usinage des zones saillantes soit effectué de manière simultanée, préférentiellement synchronisée. Ainsi dans le cas par exemple de profilages légèrement courbés, l'on peut atteindre un temps d'usinage comparativement court et en outre un résultat de profilage régulier.
Selon une forme de l'invention, la possibilité existe que dans le cas de faisceaux de soies disposés en rangées les faisceaux de soies respectivement les soies soient libérés par rangées et usinés avant la libération de la rangée suivante.
Ainsi l'on atteint un usinage identique des soies disposées transversalement à la direction de profilage.
Selon une autre forme de l'invention, la possibilité existe aussi que les faisceaux de soies d'une rangée soient successivement libérés pour l'usinage de façon décalée dans le temps. Les soies ou faisceaux de soies disposés transversalement à la direction de profilage sont alors libérés à des moments différents et usinés dans des plans d'usinage différents, si bien qu'un parcours de profilage peut aussi être simultanément aménagé transversalement à la direction principale de profilage.
L'invention concerne aussi un dispositif destiné à profiler les aires d'implantation de soies de brosses, plus particulièrement de brosses à dents. Ce dispositif est plus particulièrement caractérisé en ce que pour la déviation latérale et le contact par pression de au moins une partie des soies formant l'aire d'implantation des soies est prévu au moins un élément de pression étant en contact avec lesdites soies
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principalement par ses extrémités libres,
lequel élément de pression peut être déplacé par rapport à la brosse transversalement aux soies et présente un bord de relâchement situé à côté des extrémités libres des soies déviées et sur son extrémité arrière dans la direction de déplacement et en ce que la brosse respectivement un porte-pièce prévu à cet effet et un outil d'usinage tourné vers l'aire d'implantation des soies peuvent être déplacés l'un par rapport à l'autre à distance au cours de l'usinage de l'aire d'implantation partielle des soies.
Les soies pressées latéralement à l'aide de l'élément de pression sont peu à peu relâchées par coulissement latéral de l'élément de pression par le bord de relâchement de l'élément de pression, se soulèvent et aboutissent dans la zone de travail de l'outil d'usinage. Par réglage de la distance entre l'outil d'usinage et le porte-pièce maintenant la brosse, le plan d'usinage est graduellement ou continuellement modifié.
Conformément à cela peut être effectué un profilage étagé ou continu. Dans ce cas, afin d'usiner les soies ultérieurement plus courtes, l'on part d'une distance minimale entre la brosse et l'outil d'usinage pour ensuite agrandir ladite distance, si bien qu'à la fin d'un segment d'usinage, les soies les plus longues d'une zone de profilage sont usinées.
Suivant une forme de réalisation de l'invention, le bord de relâchement de l'élément de pression peut être conçu du moins partiellement de façon rectiligne. De cette manière, les soies disposées transversalement à la direction principale de profilage, conformément au déplacement latéral de l'élément de pression, sont libérées en rangées droites et usinées au même moment et dans les mêmes plans d'usinage.
Une autre forme de réalisation de l'invention prévoit que le bord de relâchement de l'élément de pression présente un parcours profilé dans la direction longitudinale. Ainsi s'offre la possibilité de pouvoir accomplir en une opération un usinage et un profilage des soies simultanément dans la direction transversale et longitudinale de l'aire d'implantation des soies. Si lors du déplacement de l'élément de pression sur le bord de relâchement profilé intervient une libération des soies à usiner non pas
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simultanément en rangées mais bien de façon décalée dans le temps, correspondant ainsi à différents plans d'usinage, il se forme alors simultanément transversalement à la direction principale de profilage ou de déplacement de l'élément de pression un profilé donné par le profilage du bord de relâchement.
De cette manière, l'on pourrait par exemple aménager un profilage courbé uniformément dans la direction transversale de l'aire d'implantation des soies, donc au-dessus de la zone étroite tandis que dans la direction longitudinale se forme un profilé dentelé lorsque le bord de relâchement est profilé de façon correspondante.
Ledit profilage du bord est en outre conçu de telle manière que, à partir d'une rangée droite de soies ou de faisceaux de soies, des faisceaux de soies par exemple seulement plus distants sont simultanément libérés et que les soies ou faisceaux de soies situés entre ceux-ci sont décalés dans le temps.
De plus, selon une forme de l'invention, la possibilité existe que le bord de relâchement de l'élément de pression soit disposé au moins partiellement de façon oblique par rapport à la ou aux rangée (s) de faisceaux de soies.
Ainsi des aires d'implantation de soies dont la longueur des soies augmente respectivement diminue par exemple dans la direction longitudinale peuvent être fabriquées en même temps qu'un profilage dans la direction transversale.
Des formes supplémentaires de l'invention sont effectuées dans les autres revendications ultérieures. Ci-dessous, l'invention avec ses composantes essentielles est présentée plus en détails au moyen de dessins.
Les figures illustrent en partie de façon fortement schématisée : fig. 1 une vue latérale en perspective d'une brosse à dents pourvue d'une aire d'implantation de soies profilée ;
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fig. 2-6 des présentations schématiques de plusieurs étapes d'usinage successives lors du profilage d'une aire d'implantation de soies ; fig. 7 et 8 une brosse à dents positionnée dans une station de tranchage lors de l'usinage de différentes zones d'une aire d'implantation de soies ; fig. 9 et 10 une brosse correspondant à un dispositif d'aiguisage lors de l'arrondissage des zones d'une aire d'implantation de soies ; fig. 11 un plan d'une aire d'implantation de soies recouverte partiellement par un élément de pression et une vue latérale correspondant à la présentation d'une brosse fabriquée de cette manière ;
fig. 12 une vue correspondant plus ou moins à la figure 11, ici toutefois avec un autre parcours du bord de relâchement de l'élément de pression ; fig. 13 une vue latérale frontale de la brosse fabriquée en utilisant l'élément de pression montré à la fig. 12 ; fig. 14 une présentation quelque peu comparable aux figures 11 et 12, ici toutefois avec un bord de relâchement à nouveau exécuté différemment de l'élément de pression.
Une brosse 1 montrée à la figure 1 présente une aire d'implantation de soies 2 dans le cas de laquelle le côté d'utilisation 3 est profilé tant dans la direction transversale que dans la direction longitudinale. Dans l'exemple de réalisation est prévu un profilage continuellement arqué dans la direction transversale tandis que dans la direction longitudinale est prévu un profilage ondulé présentant des zones de profilage saillantes 14 et des zones de profilage en retrait 15.
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Le procédé de fabrication conforme à l'invention par exemple pour le profilage transversal arqué montré à la figure 1 est présenté schématiquement au moyen des figures 2 à 6.
Lors de l'usinage, l'on part dans l'exemple de réalisation d'une aire d'implantation de soies 2 dans laquelle les extrémités libres 4 se trouvent dans un plan plus ou moins parallèle au plan d'implantation perforé 5 et existent ainsi dans des longueurs de soies 6 quelque peu égales.
Pour des raisons de facilité, une opération prévue en premier lieu, dans laquelle les soies 6 sont fraisées sur le contour, est sautée et exactement la même opération est effectuée par arrondissage des extrémités libres 4 des soies. L'usinage avec une unité de tranchage 7 est expliqué ultérieurement au moyen des figures 7 et 8. Dans le cas d'un profilage très plat, il peut suffir dans certaines circonstances, en partant d'une surface plate d'implantation de soies, d'effectuer uniquement l'usinage de rectification montré dans les figures 3 à 6.
A la figure 2 est montrée schématiquement dans une vue latérale frontale une brosse 1 dans l'aire d'implantation des soies de laquelle le parcours du profilage souhaité devant être effectué par rectification est présenté par des pointillés. Le profilage des soies 2 s'effectue à partir des côtés présentant les soies plus tard les plus courtes, en l'occurence à partir des côtés longitudinaux externes. Conformément à cela, la brosse 1 n'est présentée qu'à moitié dans les figures 3 à 6 à partir de la face frontale jusqu'au plan médian M. Comme montré à la figure 3, les soies de l'aire d'implantation des soies 2 sont tout d'abord déviées élastiquement et latéralement à l'aide d'un élément de pression 8 en forme de plaque, la déviation étant exécutée à partir des soies les plus courtes du produit fini.
Les soies n'étant pas prévues au départ pour l'usinage sur l'autre face de l'aire d'implantation des soies séparée par le plan médian M sont également déviées. Ceci n'est pas illustré dans les figures 4 à 6 en raison de la présentation fonctionnelle plus claire et montré à la figure 3 uniquement partiellement par des pointillés.
Tourné vers l'aire d'implantation des soies 2 est présenté comme outil d'usinage aux figures 3 à 6 un disque de rectification 9 rotatif placé de façon excentrique afin que
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l'on puisse mieux le voir (comp. aussi avec fig. 9 et 10). Ledit disque se trouve d'abord à distance du plan d'implantation perforé 5 qui correspond environ à la longueur des soies ultérieurement les plus courtes 6.
A côté des extrémités libres des soies 2 déviées, l'élément de pression 8 présente un bord de relâchement 10. Si l'élément de pression 8 est déplacé suivant la flèche Pfl, les soies côté bord externe 6a sortent de la zone d'engrènement de l'élément de pression 8 et reviennent élastiquement avec leurs extrémités libres 4 en passant devant le bord de relâchement 10 dans leur position initiale. Leurs extrémités se trouvent donc dans le premier plan d'usinage du disque de rectification 9 conformément à la figure 4 et sont alors arrondies.
En même temps que le déplacement latéral de l'élément de pression 8 suivant la flèche Pfl, la distance qui sépare le disque de rectification 9 du plan d'implantation perforé 5 est accrue (flèche Pf. 2) si bien que même les soies 6b passant sur le reste du parcours sur le bord de relâchement 10 (fig. 5) sont usinées dans un plan d'usinage qui présente une distance plus grande par rapport au plan d'implantation perforé 5 que celle montrée aux figures 3 et 4.
Enfin, l'élément de pression 8 est déplacé avec son bord de relâchement 10 et la distance du disque de rectification 9 est agrandie suivant la longueur la plus grande des soies (flèche Pf. 2), comme montré à la figure 6. Les soies les plus longues 6c du segment d'usinage sont usinées dans cette position.
Le même processus d'usinage s'effectue ensuite à partir de l'autre côté si bien que les soies montrées à la figure 2 sur le côté gauche du plan médian M sont alors usinées de la même manière.
Comme cité ci-dessus, l'opération lors du tranchage est identique. La figure 7 montre la position extrême de l'élément de pression 8 mais aussi la position relative entre la fraise 11 et la brosse 1 après usinage de la zone de l'aire d'implantation des soies située sur le côté gauche du plan médian M.
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La figure 8 montre la position extrême des éléments précités après usinage de la zone de l'aire d'implantation des soies située à droite du plan médian M. Ici, l'on peut aussi constater clairement que l'usinage est effectué à partir des deux faces externes,
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où se trouvent les soies les plus courtes, en direction du plan médian M où se situent les soies les plus longues.
Comme décrit aussi au moyen des figures 3 à 6, un élément de pression 8 est utilisé aux figures 7 et 8 pour la déviation élastique latérale des soies 6. Toutefois, il est aussi possible que la fonction dudit élément de pression 8 soit assurée par la contrelame 12 appartenant à l'unité de tranchage 7. Dans ce cas, la brosse 1 est déplacée à partir du côté de la contre-lame 12 jusqu'au flanc de coupe 13 entre la fraise 11 et la contre-lame 12. Les soies 6 sont alors déviées latéralement par la contre-lame 12.
Si les soies côté bord sautent à l'endroit du flanc de coupe, elles sont tranchées à cet endroit. Simultanément commence le déplacement vertical, c'est-à-dire le déplacement relatif entre la fraise 11 et la brosse 1 afin de produire le profilé souhaité. Les fibres sont peu à peu libérées de la contre-lame 12 et parviennent au point de coupe.
Les figures 9 et 10 montrent des positions extrêmes d'usinage comme elles sont montrées dans les figures 7 et 8 en rapport avec l'unité de tranchage 7. Dans les figures 9 et 10 est prévu pour l'usinage le disque de rectification 9 décrit aussi dans les figures 3 à 6.
La position extrême d'usinage montrée à la figure 10 correspond à celle de la figure 6.
Dans le cas d'un bord de relâchement 10 s'étendant en ligne droite, les soies sont libérées simultanément et en rangées le long de ce bord lorsque l'élément de pression 8 se déplace latéralement au-dessus de l'aire d'implantation des soies.
Les figures 11 à 14 montrent des élément de pression 8a, 8b, 8c qui permettent simultanément un profilage dans la direction transversale de l'aire d'implantation des soies de même qu'une configuration respectivement un profilage dans le sens longitudinal. La même chose vaut aussi en cas de position d'usinage inverse où l'élément de pression se déplace au-dessus de l'aire d'implantation des soies dans la direction longitudinale.
La figure 11 montre un élément de pression 8a présentant un bord de relâchement
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10 plus ou moins ondulé. Lors du déplacement de l'élément de pression 8a suivant la flèche Pfl, les soies ou les faisceaux de soies ne sont pas simultanément libérés en rangées comme dans le cas d'un bord de relâchement 10 droit mais la libération des soies ou faisceaux de soies d'une rangée s'effectue bien conformément au profilage du bord de façon décalée dans le temps.
Vu que pendant ce décalage dans le temps, la position du plan d'usinage est également modifiée, les soies montant à divers moments en-dessous de l'élément de pression 8 sur le bord de relâchement 10 correspondent à des plans d'usinage différents si bien que l'aménagement d'un profil, par exemple d'un profil ondulé ou d'un profil quelconque est également effectué dans la direction longitudinale de l'aire d'implantation des soies 2a en même temps que le profilage dans le sens transversal.
A la figure 12, l'on montre comment devrait être conçu le bord de relâchement 10 pour une aire d'implantation des soies 2b s'élevant quelque peu par exemple de l'extrémité de la tête jusqu'à la poignée arrière. Si ledit bord de relâchement 10 s'étendant obliquement présentait encore le profilage montré en pointillés se manifesterait aussi dans l'aire d'implantation des soies une structure ondulée correspondante à l'intérieur du plan d'aire d'implantation des soies oblique.
A la figure 13 est présentée en vue frontale la brosse montrée à la figure 12. Il faut encore faire remarquer que dans les vues latérales des brosses selon les figures 11, 12 et 14 ne sont présentées que les rangées externes des brosses 6.
Enfin, la figure 14 montre encore un élément de pression 8c avec l'aire d'implantation des soies 2c correspondante en vue latérale, la zone 16 de l'aire d'implantation des soies située à l'extrémité avant de la tête présente des soies plus longues que la zone de l'aire d'implantation des soies reliée à celle-ci.
De cette manière, un profilage est aménagé dans la direction transversale au profilage latéral montré conformément à la figure 1. Il faut faire remarquer qu'un profilage étagé peut être réalisé en cas d'avancement progressif de l'élément de pression 8 (flèche Pfl) et de l'outil d'usinage (flèche Pf2) dans la direction transversale tandis qu'en cas de mouvements synchronisés continus, l'on atteint un parcours de profilage continu.
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Le procédé de profilage décrit au moyen des figures 2 à 6 pourrait être utilisé dans la direction longitudinale de l'aire d'implantation des soies, l'usinage des zones saillantes de profilage s'effectuant en deux opérations.
Ici aussi la zone saillante totale est déviée latéralement et pressée ; ensuite, une moitié de la zone saillante est usinée des soies les plus courtes aux soies les plus longues. Après cela intervient de la même manière un usinage inversé latéralement à partir de l'autre côté. Si par exemple plusieurs zones de profilage saillantes et en retrait sont présentes dans la direction longitudinale de l'aire d'implantation des soies, alors l'usinage des zones saillantes s'effectue simultanément, préférentiellement de façon synchronisée, plusieurs éléments de pression situés à distance l'un de l'autre étant couplés l'un à l'autre par mouvement.
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Comme entraînements afin de déplacer l'élément de pression 8 par rapport à la brosse et préférentiellement l'outil d'usinage par rapport à la brosse, l'on peut également prévoir des moteurs pas à pas ou des servomoteurs, le cas échéant aussi des cames de commande mécaniques. En utilisant des servomoteurs ou des moteurs pas à pas en connexion avec une commande correspondante, des modifications des modèles de profilage peuvent être apportées particulièrement facilement.
Le cas échéant, le dispositif conforme à l'invention peut également être actionné au moyen d'un entraînement déconnecté pour le mouvement de positionnement de l'outil d'usinage (Pf 2), plus particulièrement lorsque, dans le cas d'un côté d'utilisation plat, les extrémités des soies doivent être rectifiées et que l'usinage doit être continuellement effectué dans le cas de soies sautant sous l'élément de pression afin d'atteindre un bon résultat d'arrondi.