FI59916C

FI59916C - SAETT ATT TILLVERKA BORSTELEMENT OCH ANORDNING FOER GENOMFOERANDE AV SAETTET

Info

Publication number: FI59916C
Application number: FI770507A
Authority: FI
Inventors: Kimmo Sajakorpi
Original assignee: Kimmo Sajakorpi
Priority date: 1977-02-17
Filing date: 1977-02-17
Publication date: 1981-11-10
Also published as: SE430563B; FI770507A; DK191677A; FI59916B; SE7705022L

Description

* (|j) Patenttihakemus — Patentansökning YY0|>0Y* (| j) Patent application - Patentansökning YY0 |> 0Y

@ Hakemispäivä — Ansöknlngsdag 17.02.77 @ Alkupäivä — Giltlghetsdag 17-02.77 @ Tullut julkiseksi — Bllvit offentlig l8.O8.78 © Nähtäväksipanon ja kuul.julkaisun pvm.—@ Application date - Ansöknlngsdag 17.02.77 @ Start date - Giltlghetsdag 17-02.77 @ Become public - Bllvit offentlig l8.O8.78 © Date of display and publication—

Ansökan utlagd och utl.skriften publicerad 31·07.81Ansökan utlagd och utl.skriften publicerad 31 · 07.81

Patentti- ja rekisterihallitus © Patentti myönnetty-Patent meddelat 10.ll.8lNational Board of Patents and Registration © Patent granted-Patent meddelat 10.ll.8l

Patent- och registerstyrelsen @(H)(3l) Pyydetty etuoikeus—Begärd prioritet (73) Sajakorpi Oy, Teivaalantie 7, 33^00 Tampere Uo, Suomi-Finlajid(FI) (72) Kimmo Sajakorpi, Tampere, Suomi-Finland(FI) (Y1· ) Tampereen Patenttitoimisto (81*) Tapa harjaelementtien valmistamiseksi ja laite tavan toteuttamiseksi - Sätt att tillverka borstelement och anordning för genomförande av sättetPatent- och registerstyrelsen @ (H) (3l) Privilege requested — Begärd priority (73) Sajakorpi Oy, Teivaalantie 7, 33 ^ 00 Tampere Uo, Finland-Finland (FI) (72) Kimmo Sajakorpi, Tampere, Finland-Finland (FI) ) (Y1 ·) Tampereen Patenttitoimisto (81 *) Method for the manufacture of brush elements and device for the implementation of the method - Sätt att tillverka borstelement och anordning för genomförande av sättet

Keksintö koskee patenttivaatimuksen 1 johdannossa lähemmin määriteltyä tapaa harjaelementtien valmistamiseksi.The invention relates to a method for manufacturing brush elements as further defined in the preamble of claim 1.

Jo aikaisemmin on tunnettu sellainen menetelmä, joka käyttää raaka-aineena tekokuitua, erikoisesti lämmön vaikutuksesta sulavia teko-kuituaineita . On tunnettua tällaisen kuituaineen muodostaminen useita kuituja käsittäväksi harjaelementiksi siten, että muodostetaan tarvittavan kokoinen ja muotoinen kuitukimppu, jossa yksityiset kuidut ovat määrätyn pituisia ja senjälkeen asetetaan kuitukimpun toinen pää lämpölähteen vaikutuksen alaiseksi, jolloin kuitukimpun pää sulaa ja yksittäiset kuidut sulautuvat ja kiinnittyvät täten toisesta päästään yhteen muodostaen näin elementin, jota voidaan käyttää harjatuotteen valmistamiseksi.A method which uses man-made fibers as raw material, in particular heat-meltable man-made fibers, is already known in the past. It is known to form such a fibrous material into a bristle element comprising several fibers by forming a bundle of fibers of the required size and shape, in which the individual fibers are of a certain length and then subjecting one end of the fiber bundle to a heat source. thus an element that can be used to make a brush product.

Tämä tunnettu menetelmä sisältää kuitenkin tiettyjä epäkohtia ja vaikeuksia, joista johtuen saatetaan saada aikaan sellainen tuote, 2 59916 jossa yksittäiset kuidut eivät aina pysykään kiinni, vaan murtuvat tästä sulaneesta kantaosastaan. Tunnetuilla tavoilla ei myöskään ole voitu nopeasti ja tehokkaasti valmistaa erikoisesti pitkiä harja-elementtejä, jollaisia tarvitaan esim. valmistettaessa pyöriviä, pitkiä ja suurihalkaisijäisiä lieriömäisiä koneharjoja teolLisuus-tarkoitukseen ja muuhunkin käyttöön.However, this known method has certain drawbacks and difficulties, due to which a product may be obtained, 2 59916, in which the individual fibers do not always stick but break from this molten base. It has also not been possible to produce particularly long brush elements in a known manner quickly and efficiently, as is required, for example, in the manufacture of rotating, long and large-diameter cylindrical machine brushes for industrial purposes and other uses.

Tämän keksinnön tarkoituksena on esittää parannettu menetelmä erityisesti pitkien harjaelementtien valmistamiseksi, jolloin menetelmän avulla on mahdollista nopeasti ja taloudellisesti tuottaa esitettyä tyyppiä olevia harjaelementtejä.The object of the present invention is to provide an improved method, in particular for the production of long brush elements, whereby the method makes it possible to produce brush elements of the type shown quickly and economically.

Keksinnölle on tunnusomaista pääasiassa se, mikä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.The invention is mainly characterized by what is set forth in the characterizing part of claim 1.

Eräs keksinnön suoritusmuoto on lähemmin havainnollistettu seuraa-vassa selityksessä viitaten samalla oheiseen piirustukseen, jossa kuva 1 esittää keksinnön mukaisen tavan toteuttamiseksi käytettyä laitteistoa ja järjestelyä päältä katsottuna, kuva 2 esittää leikkausta A-A kuvasta 1 suurennettuna, kuva 3 esittää leikkausta B-B kuvasta 1 suurennettuna harjasten päiden sulatuksen jälkeen, kuva 4 esittää erästä toista keksinnön mukaisen tavan toteutusmuotoa ja siihen käytettyä välineistöä päältä katsottuna, kuva 5 esittää leikkausta C-C kuvasta 3 suurennettuna.An embodiment of the invention is further illustrated in the following description with reference to the accompanying drawing, in which Figure 1 shows a top view of the apparatus and arrangement used to carry out the method according to the invention, Figure 2 shows section AA on Figure 1 enlarged, Figure 3 shows section BB on Figure 1 enlarged after, Fig. 4 shows a top view of another embodiment of the method according to the invention and the equipment used for it, Fig. 5 shows a section CC of Fig. 3 enlarged.

Keksinnön mukaista tapaa sovellettaessa ladotaan muottiin tai sentapaiseen 1, joka edullisimmin on sijoitettu vaakasuoraan asentoon, pohjalle 2 halutun harjaselementin paksuinen kerros lämmössä pehmiä-vää ja sulavaa tekokuitua olevia harjaksia 3, siten että harjakset nojaavat toisesta päästään muotissa olevaanwsteeseen 4· Muotti voi olla valmistettu metallista tai muoviaineesta tai jopa puustakin, jolloin pohjalle on sijoitettava sopivan paksuinen metallilevy. Edellämainitun harjaskerroksen päälle asetetaan päällekkäin kaksi ohuehkoa metallilevyä 5, minkä jälkeen niiden päälle ladotaan toinen samanlainen kerros tekokuitua olevia harjaksia. Huomattava on, että harjasten päiden on oltava hieman, sopivimmin n. 2-3 mm mainittujen levyjen reunojen ulkopuolella. Samalla tavalla jatketaan harjas-kuitujen asettelua ja muodostetaan päällekkäin useampia kerroksia asettaen välille aina kaksi päällekkäistä välilevyä 5 sekä lopuksi vahvemman levyn tai palkin 6 viimeisen kerroksen päälle.When applying the method according to the invention, a thick layer of thermally soft and fusible man-made fiber bristles 3 is stacked on the base 2 in a mold or the like 1, most preferably placed in a horizontal position, so that the bristles rest at one end on the mold 4. plastic or even wood, in which case a metal plate of suitable thickness must be placed on the bottom. Two thinner metal plates 5 are placed on top of the above-mentioned bristle layer, after which a second similar layer of man-made bristles is placed on top of them. It should be noted that the ends of the bristles should be slightly, preferably about 2-3 mm, outside the edges of said plates. In the same way, the arrangement of the bristle fibers is continued and several layers are formed on top of each other, always placing two overlapping spacers 5 between them and finally on the last layer of a stronger plate or beam 6.

3 5991 63,5991 6

Jotta välilevyt 5 asettuisivat tarkasti paikalleen ja pysyisivät siinä myöhemmän sulatus- ja puristusvaiheen aikana, voi muottilait-teeseen olla järjestetty sopivimman kaksi ohjaustappia 8 kohtisuoraan pohjapintaa vasten. Tapit ovat muodoltaan sopivimman litteät, jotta ne eivät vaikeuta kuitukerrosten asettelua. Vastaavasti on levyihin 5 tehty tappeja vastaavat reiät 9, jolloin tapit ohjaavat ja pitävät levytjpaikallaan. Ohjaustappien asemesta voidaan käyttää muitakin vastaavanlaisia ohjauselimiä.In order for the spacers 5 to be precisely positioned and maintained during the subsequent melting and pressing step, the guide device 8 may preferably be provided with two guide pins 8 perpendicular to the bottom surface. The pins are most flat in shape so that they do not complicate the arrangement of the fiber layers. Correspondingly, holes 9 corresponding to the pins are made in the plates 5, whereby the pins guide and hold the plate in place. Instead of guide pins, other similar guide members can be used.

Tämän jälkeen kytketään muotin 1 vieressä oleva kuumennuselementti 7 toimintaan ja viedään se kuitukimppujen vapaita päitä vasten sekä puristetaan näitä vastaan tietyllä voimalla. Kuumennuselementti 7 voi olla esim. sähkövastuksen avulla kuumennettava. Tällöin kuitu-kimpussa olevien yksittäisten kuitujen päät kuumenevat ja sulavat, jolloin kuitujen päiden kohdalla niiden aine sulaa yhtenäiseksi kerrokseksi, mikä sitoo kuidut tästä päästään yhteen yhtenäiseksi elementiksi. Keksinnön mukaan mainittua sulatusta ja puristusta ei kuitenkaan suoriteta liian kauan ja syvään, koska seurauksena voisi silloin olla kuiturakenteen molekyylien osittainen hajautuminen, mikä saattaa tehdä niiden rakenteen ja saadun sidoksen hauraaksi. Keksinnön mukaan sulatussyvyys ulottuu sopivimman vain n. yksittäisen kuidun halkaisijaa vastaavaan syvyyteen.The heating element 7 next to the mold 1 is then switched on and brought against the free ends of the fiber bundles and pressed against them with a certain force. The heating element 7 can be heated, for example, by means of an electric resistor. In this case, the ends of the individual fibers in the fiber bundle heat up and melt, whereby at the ends of the fibers, their substance melts into a uniform layer, which binds the fibers together to form a single element. However, according to the invention, said melting and pressing are not carried out for too long and deeply, as this could then result in a partial dispersion of the molecules in the fibrous structure, which may make their structure and the bond obtained brittle. According to the invention, the melting depth preferably extends to a depth corresponding only to the diameter of about a single fiber.

Kuvan 3 mukaisesti sulavat ja tyssäytyvät kuitujen päät yhtenäiseksi, suhteellisen ohueksi kannaksi 10, joka pitää kuituelementin harjakset yhdessä ja mahdollistaa elementin kiinnittämisen harjarunkoon tai sopivaan pitimeen, joka voidaan kiinnittää harjanrunkoon. Välilevyjen S reunojen kohdalla sulanut kuituaine hieman leviää myös välilevyjen reunojen yli, kuten kuvasta 3 näkyy, jolloin erilliset kuitukerrokset sitoutuvat ainakin osittain yhteen tältä osalta, mutta voidaan helposti leikata toisistaan erilleen.As shown in Figure 3, the ends of the fibers melt and bulge into a unitary, relatively thin base 10 which holds the bristles of the fiber element together and allows the element to be attached to a brush body or a suitable holder that can be attached to the brush body. At the edges of the spacers S, the molten fibrous material also spreads slightly over the edges of the spacers, as shown in Fig. 3, whereby the separate fiber layers are at least partially bonded together in this respect, but can be easily cut apart.

Kun kuitukimppujen päät on keksinnön mukaisella tavalla sulatettu ja puristettu yhteen, otetaan kuitukimput muotista irti. Tällöin saadaan eri kerroksissa olevat kuitukimput erilleen toisistaan leikkaamalla sopivalla veitsellä muodostunut kantaosa aina kahden levyn välistä pituussuunnassa halki, mikä käy hyvin helposti päinsä. Leikkaaminen on suoritettava heti kun kuitukimppujen päät ovat vielä pehmeät ja lämpimät. On mahdollista esim. rakentaa sellainen leikkuri, jossa on niin monta vierekkäistä, veitsimäistä terää kuin 5991 6 4 kuitukimpussa on kerrosten välejä, terien ollessa sijoitettu vierekkäin kuitukimppujen paksuuden mukaisille etäisyyksille toisistaan. Lisäksi voi leikkurissa olla syöttölaite, joka liikuttaa teräryhmää leikkuusuunnassa, sekä edelleen kiinnitin, johon kuitukimppu kiinnitetään leikkauksen ajaksi.Once the ends of the fiber bundles have been melted and compressed in accordance with the invention, the fiber bundles are removed from the mold. In this case, the fiber bundles in the different layers can be separated from each other by always cutting the base part formed by a suitable knife in the longitudinal direction between the two plates, which goes very easily. Cutting should be done as soon as the ends of the fiber bundles are still soft and warm. It is possible, for example, to build a cutter with as many adjacent knife-like blades as there are layer spacing in the fiber bundle 5991 6 4, the blades being placed side by side at distances from each other according to the thickness of the fiber bundles. In addition, the cutter may have a feed device that moves the blade assembly in the cutting direction, and further a fastener to which the fiber bundle is attached during cutting.

Saatuja harjaselementtejä voidaan käyttää erilaisten harjatuot-teiden valmistamiseksi, jolloin elementti kiinnitetään kantaosastaan 10 pitimeen tai harjarunkoon. Saaduilla elementeillä on erikoisena etuna se, että ne ovat kantaosastaan taipuisia, joten niistä voi muodostaa sopivan rungon avulla esim. lieriömäisiä harjoja, esim. kiertämällä niitä rengasmaisesti tai ruuvimaisesti lieriömäisen rungon ympärille.The obtained brush elements can be used for the production of various brush products, whereby the element is attached from its base part 10 to a holder or a brush body. The obtained elements have the special advantage that they are flexible at the base, so that they can be formed by means of a suitable body, e.g. cylindrical brushes, e.g. by rotating them annularly or helically around the cylindrical body.

Kuvien 4 ja 5 esittämä tapa on periaatteessa muuten samanlainen kuin edellinenkin, mutta erona on vain se, että muottilaite 11 on oleellisesti leveämpi ja käytettävät harjaskuidut vastaavasti pidemmät. Tällöin suoritetaan harjaelementtien päällekkäisten kerrosten muodostaminen samalla tavalla. Pohjalle 12 ladotaan lämmössä pehmiävää ja sulavaa tekoainetta olevia kuituja 13, jotka pituudeltaan ovat määrämittaisia ja asetetaan niin, että ne toisesta päästään nojaavat rajoitinta 14 vasten. Eri kerrosten välille asetetaan aina parittain kaksi metallilevyä 15, jolloin kuitujen päät jäävät hieman levyjen 15 ulkopuolelle. Metallilevyjä 15 ohjaa ja pitää paikallaan ohjaustapit 18, joita varten levyissä on reiät 19. Kun kerroksia on tarpeeksi monta, suoritetaan kuitukerrosten molempien päiden sulatus ja puristus kuumennus-elementeillä 17, jotka puristavat siis vastakkaisista suunnista. Toinen näistä elementeistä voi olla yhdistetty vasteeseen 14·The method shown in Figures 4 and 5 is in principle otherwise similar to the previous one, but the only difference is that the mold device 11 is substantially wider and the bristle fibers used are correspondingly longer. In this case, the formation of the overlapping layers of the brush elements is performed in the same manner. Fibers 13 of thermoplastic and fusible active material, which are of a certain length and are placed on the base 12, are placed so that they rest against the stop 14 at one end. Two metal plates 15 are always placed in pairs between the different layers, so that the ends of the fibers are slightly outside the plates 15. The metal plates 15 are guided and held in place by guide pins 18 for which the plates have holes 19. When there are enough layers, the melting and pressing of both ends of the fibrous layers is performed by heating elements 17 which thus press in opposite directions. One of these elements may be combined with a response 14 ·

Kun molemmat päät on sulatettu umpeen, otetaan muodostunut kuitu-paketti muotista, leikataan eri kuitukerrokset erilleen pituussuunnassa levyparien väleistä sekä lopuksi leikkurilla kukin kerros keskeltä poikki kuituja vastaan kohtisuorassa suunnassa, jolloin saadaan useita harjaelementtejä.When both ends are fused, the formed fiber package is taken from the mold, the different fiber layers are cut longitudinally between the pairs of plates, and finally with the cutter each layer across the center perpendicular to the fibers to obtain several brush elements.

Keksinnön mukaisella tavalla valmistettavien harjaelementtien koko ja muoto voi vaihdella hyvin laajoissa rajoissa, mitä tulee esim. kuitujen pituuteen ja paksuuteen, samoin myös itse elementtien pituuteen, leveyteen ja muihin mittoihin. On mahdollista, valmistaa esim. ns. muovimäkielementtejä, joissa kuidut ovat verraten lyhyet. Samoin voidaan valmistaa esim. pitkäkuituisia pyöröharjaelementtejä, yms.The size and shape of the brush elements to be manufactured in accordance with the invention can vary within very wide limits, for example in terms of the length and thickness of the fibers, as well as the length, width and other dimensions of the elements themselves. It is possible to prepare e.g. plastic hill elements with relatively short fibers. It is also possible to produce e.g. long-fiber round brush elements, etc.

Claims

The structure of the devices according to the invention can also vary within the scope of the invention in correspondingly many ways. Patent claims:

A method of making brush elements from heat-meltable plastic fibers joined together at one end by melting the ends of said fibers so that they adhere to each other, the fibers being stacked on a substrate, jig or mold (1, 11) to form at least one layer of fibers from the sides and one end in a confined space and that the fibrous layer is pressed substantially perpendicular to the fibers, after which the heated element (7, 17) is heated and compressed at least one free end of the fibrous layer until the ends of the fibers melt and bulge to form a relatively thin, substantially single fiber. thickness-corresponding fiber-binding base, characterized in that there are several fibrous layers, in which case two thinner spacers (5, 15) of metal or similar material are preferably placed between each layer, which facilitate the separation of the different layers after heating.

A mold device for carrying out the method according to claim 1, comprising at least side limiters, an end stop (4, 14), a base plate or the like (2, 12), a pressure plate (6, 16), at least one heating element (7, preferably electrically heated), 17) and means for pressing the fibrous layers in the mold and for moving the heating element against the ends of the fiber bundles, characterized in that the mold (1, 11) is provided with means for guiding and holding the spacers (5, 15).

Device according to Claim 2, characterized in that the guides of the spacers (5, 15) are guide pins (8, 18) or the like corresponding to the openings or notches (9, 19) made in the spacers.