PL194726B1 - Sposób obróbki szczeciny i wyrób szczecinowy - Google Patents

Abstract

1. Sposób obróbki szczeciny, z której przy- najmniej niektóre szczeciny, przez dzialanie mechanicznych sil przynajmniej na obszarze czesci ich dlugosci rozszczepia sie na wiele oddzielonych od siebie czastkowych przekrojów poprzecznych, przy czym mechaniczne sily wprowadza sie z róznych kierunków wzgledem wzdluznej osi szczeciny, znamienny tym, ze mechaniczne sily wprowadza sie za pomoca przynajmniej jednego, tepego narzedzia (13, 17), zwlaszcza narzedzia udarowego. PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób obróbki szczeciny i wyrób szczecinowy zawierający taką szczecinę. Szczecinę do wyrobów szczecinowych dowolnego rodzaju, np. szczotek do pielęgnacji ciała i zębów, szczotek do gospodarstwa domowego, szczotek technicznych, pędzli itp., wytwarza się obecnie przeważnie z polimerów, przy czym roztopiony polimer wytłacza się jako monofilament ciągły, który następnie orientuje się przez rozciąganie i ewentualnie stabilizuje. Z takiego monofilamentu uzyskuje się następnie szczecinę przez pocięcie go na odpowiednią długość. Z reguły monofilamenty, np. jako szczecina, mają kolisty przekrój poprzeczny, lecz dla specjalnych zastosowań znana jest również szczecina o innym przekroju poprzecznym, np. owalnym lub wielokątnym, przy czym w takim przypadku wytłacza się monofilament o odpowiednim profilu.

Przy niektórych zastosowaniach żąda się, aby stosować szczecinę, która na swych końcach użytkowych ma strukturę włóknistą, zwłaszcza drobnowłóknistą. Dotyczy to przykładowo tego rodzaju wyrobów szczecinowych, które przeznaczone są do nanoszenia substancji na powierzchnie lub temu podobnych, np. pędzli. Również wtedy, gdy chce się uzyskać strukturę w postaci flauszu szczecina musi być drobnowłóknista. W ostatnim czasie również w stomatologii panuje pogląd, że konwencjonalna szczecina w szczoteczkach do zębów nie jest zadowalająca pod względem działania czyszczącego, gdyż nie wnika ona w drobne rysy na powierzchni zębów lecz tylko się po nich prześlizguje. To samo dotyczy działania czyszczącego w przestrzeniach międzyzębowych.

Z opisu patentowego US 2 812 530, WO 98/48086 znane są sposoby uzyskania silnie włóknistych struktur na końcu szczeciny, w których szczecinę nacinano za pomocą wirującego noża. O ile szczecina wykonana jest z mieszaniny polimerów to wykorzystuje się przy tym następujące zjawiska: przy wytłaczaniu i następującym orientowaniu monofilamentu, molekuły polimeru orientowane są w kierunku wzdłużnym monofilamentu. Pierwotne siły wiązania działające w kierunku wzdłużnym stanowią o wysokiej wytrzymałości na rozciąganie. Wzdłużne zorientowanie molekuł powoduje ponadto pożądaną elastyczność przy zginaniu. W monofilamentach z jednego tylko polimeru tak zwane wtórne siły wiązania, tzn. siły poprzeczne do rozciągnięcia molekuły, są wystarczająco duże aby zapobiegać rozwłóknianiu się lub rozłupywaniu się monofilamentu względnie szczeciny. W monofilamentach z dwóch różnych, zmieszanych polimerów, pomiędzy łańcuchami molekuł polimerów podczas rozciągania powstają strefy poślizgowe, w których pierwotne siły wiązania ulegają redukcji. Tego rodzaju monofilament lub wytworzona z niego szczecina dają się nacinać pod działaniem sił mechanicznych wprowadzanych za pomocą narzędzi w postaci noża lub ostrza. Powstałe przy tym tak zwane chorągiewki (flags) mają bardzo nierównomierny kształt przekroju poprzecznego i frędzlowatą powierzchnię boczną. W większej wiązce takiej szczeciny uzyskuje się wprawdzie flauszowatą, dobrze absorbującą strukturę, jednakże pojedyncze chorągiewki mają niekontrolowane własności wytrzymałościowe. Rozrywają się one, łamią lub rozkładają. W taki sposób rozwłókniona szczecina jest niezadowalająca i nieprzydatna dla wielu zastosowań. Zastosowanie jej w szczoteczkach do zębów jest wątpliwe ze względów higienicznych.

Jeżeli szczotka ma zawierać szczecinę ponacinaną i na końcu podzieloną na chorągiewki oraz szczecinę nieponacinaną to pojawiają się dodatkowe problemy. Ostre ostrza wirującego noża, przy nacinaniu przeznaczonej do tego szczeciny, natrafiają także na szczecinę nie przeznaczoną do nacinania i mogą ją z zewnątrz uszkodzić lub nawet przeciąć. Dlatego też konieczne są specjalne zabiegi jeżeli w polu szczeciny przewiduje się istnienie szczeciny ponacinanej oraz nieponacinanej a jednocześnie pragnie się wykluczyć możliwość oddziaływania noża na szczecinę nie przeznaczoną do nacinania. Sposób postępowania możliwy przy rozwiązywaniu tego problemu polega na tym, że szczecinę nie przeznaczoną do nacinania separuje się przed obróbką, od szczeciny przeznaczonej do nacinania przez jej wydzielenie i/lub przykrycie (DE 197 28 493 A1, EP 0 736 270 A1). Takie postępowanie jest jednak bardzo pracochłonne i dlatego drogie. Jeżeli końce nienacinanej szczeciny mają zostać poddane dalszej obróbce, np. zaokrąglaniu, to konieczna jest przy tym dodatkowa separacja danej szczeciny i dodatkowa operacja robocza.

Z WO 98/38889 znane jest, że końce nacinanej szczeciny umieszcza się w płaszczyźnie usytuowanej powyżej końców szczeciny nie przeznaczonej do nacinania, przy czym szczecina nacinana i nienacinana ujęta jest w wiązki o odpowiednio różnej długości. W ten sposób umożliwione jest wprawdzie późniejsze nacinanie występujących końców wiązek szczeciny przeznaczonej do nacinania, jednakże położone głębiej końce nienacinanej szczeciny w celu kolejnej operacji ich zaokrąglania są osiągalne tylko przez ich oddzielanie, co znacznie zwiększa pracochłonność i koszt wytwarzania.

PL 194 726 B1

Ponieważ wystające, nacinane szczeciny są stosunkowo cienkie, więc powstaje niebezpieczeństwo, że na nacinanych końcach szczeciny już po krótkim użytkowaniu utworzą się główki w rodzaju mopa.

Wskutek tego bardzo wąskie rysy w zębowych powierzchniach żujących oraz przestrzenie międzyzębowe stają się nieosiągalne.

Istotna wada nacinania końców szczeciny wykonanej z mieszanki polimerów za pomocą obrotowego noża polega na tym, że w ten sposób nie uzyskuje się podziału szczeciny na ustalone cząstkowe przekroje poprzeczne a przy nacinaniu tworzą się chorągiewki o częściowo bardzo cienkim przekroju poprzecznym, które przy użytkowaniu łamią się i w przypadku szczoteczek do zębów mogą zostać połknięte przez użytkownika, co jest szkodliwe dla zdrowia.

Zwłaszcza do szczoteczek do zębów znana jest już szczecina, która składa się z dużej liczby cienkich włókien i z otoczki obejmującej włókna (WO 97/25902; DE9408268U1). Otoczka i włókna jednocześnie współwytłaczane są jako filament. Po przycięciu szczeciny na żądaną długość, otoczkę na końcu użytkowym szczeciny usuwa się za pomocą obróbki mechanicznej lub obcięciu tak, że włókna są dostępne na małej długości. Pomijając pracochłonność wytwarzania takiej szczeciny jest ona ograniczona w zastosowaniu. Dużą wadą jest zwłaszcza skokowa zmiana zdolności na zginanie przy przejściu z włókien do otoczki. Jeżeli tego rodzaju szczecina zastosowana jest w urządzeniach nanoszących to może dochodzić do uszkodzenia powierzchni ze względu na to twarde przejście. To samo odnosi się do zastosowania tego rodzaju szczeciny w szczoteczkach do zębów pod względem ich działania na zęby i dziąsła. Ponadto włókna są praktycznie wiotkie tak, że nie wnikają w większe zagłębienia, w przestrzenie międzyzębowe lub temu podobne, względnie wnikają tam w stopniu niewystarczającym. Włókna łamią się również łatwo przy brzegu otoczki przy trwałym obciążeniu.

Z DE 1 997 717 U1 i DE 196 40 863 A1 znane jest wykonywanie szczeciny z wielu włókien z tworzywa sztucznego, które połączone są ze sobą.

Według DE 1 997 717 U1 włókna usytuowane są równolegle do siebie i na swych liniach styku są ze sobą zespawane, przy czym końce szczeciny pozostają niezespawane, co jednak jest technicznie trudne do osiągnięcia. Pomiędzy włóknami pozostają ponadto przestrzenie kapilarne, w których mogą osadzać się zanieczyszczania i bakterie.

Według DE 196 40 863 A1 wiele włókien skręconych jest ze sobą i połączonych przy użyciu środków chemicznych, a na swych wolnych końcach rozszczepionych. Również tutaj pomiędzy poszczególnymi włóknami powstają puste przestrzenie, w których mogą zbierać się bakterie. W obu tych przypadkach nie przewiduje się dodatkowego rozszczepiania lub nacinania szczeciny.

Z PCT/EP98/06954 znana jest szczecina i monofilament, przy czym poszczególne palce wykonane są z mieszanin polimerów, które w kolejnej operacji sposobu jeszcze raz można rozcinać w znany sposób za pomocą wirującego noża.

Zadaniem wynalazku jest opracowanie sposobu obróbki szczeciny, w którym szczecinę rozszczepia się w prosty sposób na określone cząstkowe przekroje poprzeczne niezależnie od jej wzajemnego układu i wykonania. Ponadto zadaniem wynalazku jest opracowanie wyrobu szczecinowego z odpowiednią szczeciną.

Sposób obróbki szczeciny, z której przynajmniej niektóre szczeciny, przez działanie mechanicznych sił przynajmniej na obszarze części ich długości rozszczepia się na wiele oddzielonych od siebie cząstkowych przekrojów poprzecznych, przy czym mechaniczne siły wprowadza się z różnych kierunków względem wzdłużnej osi szczeciny, według wynalazku charakteryzuje się tym, że mechaniczne siły wprowadza się za pomocą przynajmniej jednego, tępego narzędzia, zwłaszcza narzędzia udarowego. Korzystnie mechaniczne siły wprowadza się w sposób przerywany i zasadniczo promieniowo względem osi wzdłużnej szczeciny. Zmienia się położenie narzędzia względem szczeciny poddawanej obróbce i przestawia się je w różne położenia robocze wokół wzdłużnej osi szczeciny przeznaczonej do obróbki. Szczecinę obraca się wokół osi przebiegającej równolegle do jej osi wzdłużnej.

Mechaniczne siły wprowadza się na różnych osiowych odcinkach szczeciny.

Stosuje się wiele narzędzi mających różne ustawienie względem szczeciny poddawanej obróbce.

Rozszczepialną szczecinę jako monofilament wytwarza się z dwóch współwytłaczanych polimerów w geometrycznie równomiernym układzie, z warstwami granicznymi przebiegającymi zasadniczo w kierunku osiowym, w których panują zmniejszone wtórne siły wiązania a monofilament zawiera matrycę z polimeru określającego fizyczne i chemiczne własności szczeciny a drugi polimer w postaci cienkich warstw osadza się w matrycy. Końce szczeciny poddaje się dodatkowej obróbce, korzystnie obróbce mechanicznej i/lub termicznej, zwłaszcza zaokrąglaniu.

PL 194 726 B1

Dodatkową obróbkę prowadzi się równocześnie z wprowadzaniem mechanicznych sił rozszczepiających, przy czym dodatkową obróbkę i wprowadzanie mechanicznych sił rozszczepiających dokonuje się za pomocą tego samego narzędzia lub tych samych narzędzi.

W zakresie sposobu zadanie według wynalazku zostało więc rozwiązane przez to, że mechaniczne siły rozszczepiające rozszczepialną szczecinę wprowadza się z różnych kierunków względem osi wzdłużnej szczeciny. Sposób według wynalazku znajduje zwłaszcza zastosowanie w polach szczeciny zawierających zarówno szczecinę rozszczepialną jak i nierozszczepialną. Wskutek działania zewnętrznych sił mechanicznych z różnych kierunków, rozszczepialna szczecina, zwłaszcza na swych końcach, w stosunkowo krótkim czasie rozdziela się całkowicie na swe cząstkowe przekroje poprzeczne, tzn. na palce. Mechaniczne siły wprowadza się zwłaszcza za pomocą przynajmniej jednego tępego narzędzia, np. narzędzia udarowego. Gdy takie narzędzie natrafi na szczecinę nierozszczepialną, to zostanie ona tylko odchylona na bok, przy czym nie ulega uszkodzeniu lub rozcięciu. Wskutek tego można zrezygnować z oddzielania szczeciny przeznaczonej do rozszczepienia, a rozszczepianie przeprowadza się w jednej operacji roboczej.

Sposób stosuje się do szczeciny, która została już zamocowana na nośniku szczeciny, jednakże sposób może być również zastosowany do szczeciny zebranej w pęczki, które doprowadza się następnie do dalszego przetwarzania.

Narzędzia udarowe muszą być tak wykonane, aby wyeliminowana była możliwość rozcinania szczeciny. Narzędzia udarowe mogą mieć postać noży o stępionych, np. zaokrąglonych ostrzach. Wprowadzana energia udarowa pokonuje wtórne siły wiązania w szczecinie tak, że zostaje ona podzielona względnie rozszczepiona na wiele palców.

W sposobie według wynalazku nie ma znaczenia czy końce przeznaczonej do rozszczepienia szczeciny znajdują się w tej samej płaszczyźnie co szczecina nie przeznaczona do rozszczepiania, czy też końce te są względem siebie przesunięte, gdyż narzędzia udarowe w szczecinie nierozszczepialnej nie pozostawiają żadnej trwałej deformacji. Poza tym sposób jest niezależny od konfiguracji szczeciny, tzn. że może być ona rozmieszczona w grupach, wiązkach, jako pojedyncza szczecina lub w postaci kombinacji tych rodzajów. Ponieważ przeznaczona do rozszczepiania szczecina dostępna jest z dużą precyzją i podlega rozszczepieniu, natomiast szczecina nie przeznaczona do rozszczepiania pozostaje nieuszkodzona, więc za pomocą sposobu według wynalazku z dużą precyzją można uzyskać określone pole szczeciny z ustaloną konfiguracją szczeciny rozszczepionej względem nierozszczepionej. Ponieważ nie ma potrzeby wcześniejszego oddzielania, separowania lub przykrywania szczeciny, więc sposób przeprowadza się łatwo i tanio.

W korzystnej postaci wykonania mechaniczne siły wprowadza się w sposób przerywany, tak jak to ma miejsce przy obrotowych nożach udarowych. Korzystnie szczecina usytuowana jest równolegle względem siebie, przy czym siły mechaniczne wprowadza się zasadniczo promieniowo względem osi szczeciny. Wprowadzanie mechanicznych sił z różnych kierunków względem osi wzdłużnej szczeciny, w jednym z wykonań wynalazku może być przeprowadzone w ten sposób, że zmienia się położenie narzędzia względem osi obrabianej szczeciny przez obieg narzędzia wokół wzdłużnej osi szczeciny podczas obróbki, lub narzędzie przemieszcza się pomiędzy różnymi pozycjami wokół wzdłużnej osi szczeciny. Alternatywnie lub dodatkowo do tego również szczecina obracana jest wokół osi przebiegającej równolegle do jej osi wzdłużnej wskutek czego narzędzie działa na szczecinę z różnych stron od zewnątrz.

Zwykle końce szczeciny wskutek wprowadzania sił mechanicznych rozszczepia się na cząstkowe przekroje poprzeczne lub palce tak, że siły mechaniczne wprowadza się w obszarze swobodnych końców szczeciny. Szczególnie skutecznym okazało się gdy siły mechaniczne wprowadza się na różnych osiowych odcinkach szczeciny, przez co usprawnia się rozszczepianie.

Korzystnie na obwodzie szczeciny rozmieszczone jest wiele narzędzi, które mają różne ustawienie względem obrabianej szczeciny i za pomocą których rozszczepianie przeznaczonej do rozszczepienia szczeciny przebiega szybko i niezawodnie.

W korzystnym wykonaniu wynalazku stosuje się szczecinę, która daje się rozszczepiać w z góry określone cząstkowe przekroje poprzeczne. Uzyskuje się to w ten sposób, że rozszczepialna szczecina utworzona jest z dwóch współwytłaczanych polimerów w geometrycznie równomiernym układzie z warstwami granicznymi przebiegającymi zasadniczo w kierunku osiowym, przy czym w tych warstwach granicznych panują zmniejszone wtórne siły wiązania. Przewiduje się przy tym zwłaszcza, że monofilament zawiera matrycę wyznaczającą fizyczne i chemiczne własności szczeciny, a drugi polimer osadzony jest w matrycy w postaci cienkiej warstwy.

PL 194 726 B1

Alternatywnie, za pomocą sposobu według wynalazku można rozszczepiać monofilamenty lub szczecinę, która składa się dodatkowo ze wspólnie prowadzonych i wytłaczanych strumieni cząstkowych i daje się rozszczepiać na powierzchniach granicznych. Poza tym daje się również rozszczepiać szczecina składająca się z wielu cząstkowych przekrojów poprzecznych, które połączone są ze sobą za pomocą mostków, przy czym mostki te ulegają złamaniu przez wprowadzane siły mechaniczne względnie energię udarową.

W dalszym rozwinięciu wynalazku proponuje się, aby końce szczeciny przed, podczas lub po wprowadzeniu sił mechanicznych w celu rozszczepienia szczeciny przeznaczonej do rozszczepienia, poddać dalszej obróbce, przy czym chodzi tu zwłaszcza o mechaniczne i/lub termiczne zaokrąglenie końców szczeciny. Alternatywnie końce szczeciny mogą być również wykończone na szorstko. Dalszą obróbkę, względnie zaokrąglanie szczeciny, przeprowadza się w tej samej osiowej płaszczyźnie szczeciny co wprowadzanie mechanicznych sił rozszczepiających lub również w płaszczyźnie odbiegającej od tamtej. Zwłaszcza możliwe jest w jednej operacji roboczej aby rozszczepić rozszczepialną szczecinę i ją zaokrąglić a jednocześnie szczecinę nierozszczepialną tylko zaokrąglić. Takie korzystne wykonanie można uzyskać zarówno wtedy, gdy końce całej szczeciny znajdują się w jednej płaszczyźnie lub powierzchni obwiedniowej, jak i wtedy, gdy końce rozszczepialnej i nierozszczepialnej szczeciny znajdują się w różnych płaszczyznach.

W korzystnej postaci wykonania wynalazku, przewiduje się, że dalszą obróbkę szczeciny, a zwłaszcza jej zaokrąglenie i wprowadzanie mechanicznych sił rozszczepiających, przeprowadza się tym samym narzędziem względnie tymi samymi narzędziami. Narzędzia muszą więc nadawać się do zaokrąglania końców szczeciny i do przerywanego wywierania sił udarowych na szczecinę przeznaczoną do rozszczepienia. Odpowiednim narzędziem jest np. ściernica silnie profilowana powierzchniowo, korzystnie równomiernie.

Wyrób szczecinowy składający się z nośnika szczeciny i z umocowanej na nim szczeciny, przy czym przynajmniej niektóre szczeciny pod działaniem mechanicznych sił przynajmniej na obszarze części ich długości rozszczepione są na wiele oddzielonych od siebie palców, według wynalazku charakteryzuje się tym, że rozszczepione i nierozszczepione szczeciny lub elementy szczecinowe takie jak wiązki szczeciny lub strefy szczeciny, umieszczone są na przemian obok siebie.

Szczecina skierowana jest zasadniczo równolegle względem siebie, natomiast końce rozszczepionej szczeciny i końce nierozszczepionej szczeciny znajdują się na tej samej powierzchni obwiedniowej lub końce rozszczepionej szczeciny i końce nierozszczepionej szczeciny znajdują się na różnych powierzchniach obwiedniowych. Palce w wyrobie podzielone są przez nacinanie na cząstkowe przekroje poprzeczne.

Wyrób szczecinowy według wynalazku składa się z nośnika szczeciny z umocowaną na nim szczeciną, przy czym przynajmniej niektóre szczeciny pod działaniem sił mechanicznych przynajmniej na obszarze części ich długości rozszczepione są na wiele oddzielonych od siebie cząstkowych przekrojów poprzecznych względnie palców, zgodnie z wspomnianym uprzednio sposobem. Przy tym całość szczeciny stanowiącej obszar pokryty szczeciną znajdujący się na nośniku szczeciny, może być odpowiednio obrabiana i rozszczepiana, a przy tym jest jednak możliwym aby przeznaczoną do rozszczepiania szczecinę usytuować tylko na części obszaru pokrytego szczeciną.

W korzystnej postaci wykonania wynalazku rozszczepiona i nierozszczepiona szczecina lub elementy szczecinowe, umieszczone są na przemian obok siebie, względnie pomiędzy rozszczepialną szczeciną lub elementami z takiej szczeciny umieszczona jest szczecina nierozszczepialna lub elementy z takiej szczeciny. W przypadku elementów szczecinowych może to być pojedyncza szczecina, wiązka szczeciny lub strefa pokryta szczeciną albo ich kombinacje. W obrębie wiązki szczeciny lub strefy szczecinowej mogą znajdować się przemienne układy szczeciny rozszczepialnej i nierozszczepialnej. Szczecina nierozszczepialna wyznacza odstępy pomiędzy szczeciną rozszczepioną i dodatkowo służy do jej wspierania, przy czym rozszczepione końce rozszczepialnej szczeciny przy użytkowaniu szczoteczki względnie wyrobu szczecinowego, nie przeszkadzają sobie wzajemnie wskutek oddziaływania siły szczotkowania i nie wchodząc między siebie, nie tworzą zwłaszcza konfiguracji na kształt mopa.

W wyrobach szczecinowych końce rozszczepionej szczeciny i nierozszczepionej szczeciny mogą znajdować się w tej samej płaszczyźnie względnie powierzchni obwiedniowej lub w różnych płaszczyznach, względnie powierzchniach obwiedniowych. Poza tym, poszczególne palce rozszczepionej szczeciny przez nacinanie mogą jeszcze raz zostać podzielone na cząstkowe przekroje poprzeczne.

PL 194 726 B1

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1A, 1B - przedstawiają pierwszą postać wykonania urządzenia do przeprowadzania sposobu według wynalazku, w widoku z boku i z góry, fig. 2A, 2B - inną postać wykonania urządzenia do przeprowadzania sposobu według wynalazku, w widoku z boku i z góry, fig. 3A, 3B - jeszcze kolejną postać wykonania urządzenia do przeprowadzania sposobu według wynalazku, w widoku z boku i z góry, fig. 4 -widok od dołu narzędzia z fig. 3A, fig. 5A, 5B - schematyczny widok obszaru obsadzonego szczeciną, w widoku z boku i z góry, fig. 6A, 6B - obszar obsadzony szczeciną według fig. 5A i 5B po użytkowaniu, fig. 7A, 7B - schematyczny widok innego obszaru obsadzonego szczeciną, w widoku z boku i z góry, fig. 8A, 8B - obszar obsadzony szczeciną według fig. 7A, 7B po użytkowaniu, fig. 9 - odmianę obszaru obsadzonego szczeciną z fig. 7A, a fig. 10 przedstawia obszar obsadzony szczeciną z fig. 9, po użytkowaniu.

Na figurach 1A i 1B przedstawiona jest pierwsza postać wykonania urządzenia do przeprowadzania sposobu według wynalazku. Przy tym jako wyrób szczecinowy przedstawiona jest tu szczoteczka do zębów 10, która zawiera nośnik szczeciny 11, który na swej przedniej główce ma pole szczeciny 20 składające się z dużej liczby pionowo wystającej do góry szczeciny 12 ustawionej równolegle. Szczecina 12 może być ujęta w wiązki i/lub może być w postaci pojedynczej szczeciny.

Za pomocą obrotowego urządzenia udarowego 13, na swobodne końce szczeciny 12 wywiera się zewnętrzną siłę mechaniczną. Urządzenie udarowe 13 zawiera wałek 14 usytuowany prostopadle względem wzdłużnej osi szczeciny 12, na którym zamocowane jest, równolegle do siebie, wiele tarcz udarowych 16, z których każda ma dwa, przeciwlegle umieszczone sierpowate noże udarowe 15, które są przytępione i np. zaokrąglone tak, że nie wywierają na szczecinę 12 działania tnącego a tylko działanie udarowe. Wałek 14 wraz z tarczami udarowymi 16 napędzany jest obrotowo w kierunku strzałki D w sposób tu nieuwidoczniony.

Urządzenie udarowe 13 prowadzone jest w kierunku R1 ponad pokrytym szczeciną 12 polem szczeciny 20 tak, że wirujące noże udarowe 15 wywierają promieniowe działanie udarowe na swobodne końce szczeciny 12 i w ten sposób rozszczepiają szczecinę 12 na jej swobodnych końcach na wiele oddzielonych od siebie cząstkowych przekrojów poprzecznych lub tzw. palców, o ile szczecina wykonana jest z materiału rozszczepialnego.

Jak widać z fig. 1B, urządzenie udarowe 13 prowadzone jest ponad polem szczeciny 20 nie tylko w jednym kierunku R1, lecz w tym przykładzie wykonania stosuje się osiem kierunków działania R1 do R8 skierowanych względem siebie pod kątem 45° i usytuowanych wokół osi pionowej, tzn. przebiegającej równolegle do osi wzdłużnej szczeciny 12, przy czym w tych kierunkach urządzenie udarowe 13 działa na szczecinę 12. Różne kierunki działania R1 do R8 można uzyskać przez to, że narzędzie udarowe zmienia swoje położenie w stosunku do szczeciny za pomocą przemieszczania go wokół pionowej osi równoległej do wzdłużnej osi szczeciny. Przeciwnie lub dodatkowo, również szczoteczka 10 może obracać się wokół pionowej osi usytuowanej równolegle do wzdłużnych osi szczeciny. Można także zastosować układ wielu urządzeń udarowych 13 o różnych kierunkach pracy ażeby siły udarowe wywierać na szczecinę z różnych kierunków. Dodatkowe urządzenie udarowe 13' w innym ukierunkowaniu względem szczoteczki 10 w celu wprowadzania sił uderzeniowych w kierunku R4, zaznaczone jest linią osiową na fig. 1B.

Na figurach 2A i 2B przedstawione jest inne uzupełnione wykonanie urządzenia z fig. 1A i 1B, przy czym dodatkowo oprócz urządzenia udarowego 13 znajduje się tu wirujące wokół pionowej osi urządzenie szlifujące 17 zawierające ściernicę talerzową 18 usytuowaną równolegle do górnej powierzchni pola szczeciny 20 i zaopatrzoną na dolnej stronie w okładzinę cierną 19. Urządzenie szlifujące przemieszcza się w kierunku pionowym zgodnie ze strzałką V tak, że okładzina cierna 19 przylega do swobodnych końców szczeciny pola szczeciny 20 i zaokrągla tę szczecinę. Położenie płaszczyzny roboczej A, tzn. miara o jaką urządzenie szlifujące 17 opuszcza się na pole szczeciny 20, jest przy tym nastawialna.

Przed lub po zaokrągleniu szczeciny 12, przez wprowadzenie za pomocą urządzenia udarowego sił udarowych na swobodne końce szczeciny 12, a pochodzących z różnych kierunków promieniowych R1 do R8, można uzyskać rozszczepienie końców szczeciny w rozszczepialnej szczecinie. Urządzenie udarowe 13 działa przy tym na koniec szczeciny aż do płaszczyzny obróbki B, tzn. do określonego odstępu od swobodnego końca szczeciny. Płaszczyzny obróbki A i B, jak widać z fig. 2A, mogą się od siebie różnić, możliwe jest również ich pokrywanie się.

Figury 3A i 3B przedstawiają urządzenie, za pomocą którego można przeprowadzać równocześnie rozszczepianie i zaokrąglanie końców szczeciny.

PL 194 726 B1

Według fig. 3A urządzenie szlifujące 17 na spodniej stronie swej ściernicy talerzowej 18 ma okładzinę cierną 19', która powierzchniowo jest silnie wyprofilowana, przy czym w przedstawionym przykładzie wykonania wyprofilowanie to stanowi duża liczba przebiegających promieniowo, wystających żeber (fig. 4). Urządzenie szlifujące 17 zostaje opuszczone pionowo aż do płaszczyzny obróbki B, a następnie prowadzona ponad powierzchnią pola szczeciny 20 z różnych kierunków promieniowych powierzchnia cierna 19' powoduje zaokrąglenie swobodnych końców szczeciny 12, a wydatne ustrukturowanie powierzchni ciernej wywiera na szczecinę 12 mechaniczne siły udarowe skierowane promieniowo od zewnątrz, które to siły rozszczepiają rozszczepialną szczecinę znajdującą się w polu szczeciny na jej swobodnym końcu. Również przy tym przewiduje się prowadzenie ściernicy tarczowej, ponad polem szczeciny 20 w ośmiu kierunkach przesuniętych kolejno o 45°. Obróbka i rozszczepianie szczeciny mogą być przyspieszone przez zmieniające się prędkości względnie częstotliwości narzędzia podczas obróbki. Ponadto powierzchnię cierną 19' można tak podzielić na segmenty, że niektóre odcinki powodują najpierw zaokrąglenie końców szczeciny a inne odcinki wprowadzają mechaniczne siły udarowe.

Na figurach 5A i 5B schematycznie przedstawiony jest widok obszaru obsadzonego szczeciną (pola szczeciny), przy czym swobodne, górne końce szczeciny 12 aż do określonej wysokości rozszczepione są na pięć palców 21. W wykonaniu przedstawionym na fig. 5A i 5B wszystkie szczeciny rozszczepione są przy ich górnym końcu, przy czym palce 21 sąsiednich szczecin nie nakładają się lub nakładają się w niewielkim rozmiarze. Gdy wyroby szczecinowe z obszarem obsadzonym szczeciną przedstawionym na fig. 5A i 5B zostaną wzięte do użytku, to wskutek czynnych przy użytkowaniu sił szczotkowania końce palców ulegną takiemu rozszczepieniu, że pomiędzy palcami sąsiednich szczecin 12 dochodzi do interakcji jak widać to z fig. 6A i 6B. Aby uniknąć takich interakcji, zgodnie z przykładem wykonania przedstawionym na fig. 7A i 7B, pomiędzy rozszczepialnymi szczecinami 12 umieszczona jest przynajmniej jedna nierozszczepialna szczecina 22 tak, że szczeciny rozszczepialne 12 znajdują się w większym odstępie od siebie. Nierozszczepialne szczeciny 22 usytuowane pomiędzy szczecinami rozszczepialnymi 12 wywierają na te ostatnie boczne działanie wspierające. Gdy wyroby szczecinowe z odpowiednim obszarem obsadzonym szczeciną zostaną wzięte do użytku, to palce 21 rozszczepionych szczecin 12 rozprężają się wprawdzie na boki, jednak usytuowane pomiędzy tymi szczecinami szczeciny nierozszczepialne 22 zapobiegają zaczepianiu się ze sobą palców sąsiednich szczecin rozszczepionych 12 tak, że dokładne działanie powierzchni szczotki zostaje zachowane.

W przykładzie wykonania przedstawionym na fig. 7A i 7B górne końce rozszczepionej szczeciny 12 i górne końce nierozszczepionej szczeciny 22 znajdują się w jednej płaszczyźnie względem powierzchni-obwiedni. Na fig. 9 przedstawiona jest odmiana, w której nierozszczepiona szczecina 22 przebiega tylko do połowy wysokości palców 21 rozszczepionej szczeciny 12, tzn. swymi górnymi końcami znajduje się w płaszczyźnie usytuowanej poniżej płaszczyzny lub powierzchni obwiedniowej swobodnych końców rozszczepionej szczeciny 12. Wskutek tego działanie szczotkujące może być dozowane przez wielkość wprowadzonej siły szczotkowania. Przy małej sile szczotkowania działają korzystnie cienkie palce rozszczepionej szczeciny, natomiast przy zwiększonej sile szczotkowania dodatkowo działają także na ogół twardsze końce szczeciny nierozszczepionej 22 usytuowanej pomiędzy szczeciną rozszczepioną. Również tutaj uwzględnia się to, że palce 21 rozszczepionej szczeciny 12 rozprężają się przy użytkowaniu, jednakże nie zahaczają się one ze sobą (fig. 10) ze względu na szczecinę nierozszczepioną 22 rozmieszczoną pomiędzy szczeciną rozszczepioną, i ze względu na powstałe wskutek tego wzajemne odstępy.

Claims (9)

1. Sposób obróbki szczeciny, z której przynajmniej niektóre szczeciny, przez działanie mechanicznych sił przynajmniej na obszarze części ich długości rozszczepia się na wiele oddzielonych od siebie cząstkowych przekrojów poprzecznych, przy czym mechaniczne siły wprowadza się z różnych kierunków względem wzdłużnej osi szczeciny, znamienny tym, że mechaniczne siły wprowadza się za pomocą przynajmniej jednego, tępego narzędzia (13, 17), zwłaszcza narzędzia udarowego.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że mechaniczne siły wprowadza się w sposób przerywany.

3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że mechaniczne siły wprowadza się zasadniczo promieniowo względem osi wzdłużnej szczeciny (12, 22).

PL 194 726 B1

4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że zmienia się położenie narzędzia (13, 17) względem szczeciny (12, 22) poddawanej obróbce.

5. Spoośb weeług zaaSrz. 1, znamienny tym, że narzzędie ((3) ppzzetawia się; w róónn położenia robocze wokół wzdłużnej osi szczeciny (12, 22) przeznaczonej do obróbki.

6. Sppsśóweeług zzatrz. 1, znamienny tym, Zż sszczeinę((2, 22) oorzac się; wokkł osi przzbiegającej równolegle do jej osi wzdłużnej.

7. Sprosó weeług zzatrz. 1, znamjenny tym, Zż mmehanieczę siły wprzweadz się; nn (Zóżęyh osiowych odcinkach szczeciny (12, 22).

8. Sprosó weeługzzatrz. 1, zi^c^r^ie^r^r^yy tym, Zż stassjesie wiele mazzę^ ((2, 13') mającyyh różne ustawienie względem szczeciny (2, 22) poddawanej obróbce.

9. Sposób według zasirz. 1, znamienny tym, że rozzzczepialną szczec^ę ((2) 1 ako monofilamenr wyrwazza się z dwóch współwytłaczanych polimerów w geomerrycznie równomiernym układzie, z warsrwami granicznymi przebiegającymi zasadniczo w kieranku osiowym, w króiych panują zmniejszone wtórne siły wiązania.

0. Sposób według zasirz. 9, znamienny tym. że monofiiament zawiera matrycę z pollmeru określającego fizyczne i chemiczne własności szczeciny a dragi polimez w posraci cienkich warerw osadza się w marzycy.

. ερηίό wr^c^ług zasirz. 1, znamienny tym, że korice sścczcieę 1(, 222 poOdaje zię doOatkowej obróbce.

2. Spooch według zasirz. 1, znamienny tym, że dodaakową obróbkę Sianowi mechaniczna i/lub termiczna obróbka, zwłaszcza zaokrąglanie.

3. Sposób według zasirz. 11 albo 12, znamienny tym, że dodatkową obróbkę prowadzi się równocześnie z wprowadzaniem mechanicznych sił rozszczepiających.

4. Sppsśó weeługzzsirz. 1 zllo 1, znamienay tym, Zż doOdtaowezOróókę i weroweadzsie mechanicznych sił rozszczepiających dokonuje się za pomocą lego samego nazzędzia (7) lub łych samych napędzi.

5. Wyrób sśzczeinęwe zsteadjącc zii z nc^^r^ii^^ sśzczeiey z z umooowesę- nn nim sśzczeieę, pray czym przynajmniej niektóre szczeciny pod działaniem mechanicznych sił przynajmniej na obszarae części ich długości rozszczepione są na wiele oddzielonych od siebie palców, naaminaay tyra, że rozszczepione i nierazszczepione szczeciny (2, 22) lub elemenry szczecinowe rakie jak wiązki szczeciny lub sfrefy szczeciny, umieszczone są na przemian obok siebie.

6. Wyróó we^e^^^c^ zzsirz. 1, znamienay tym, Zż sśzczeinę 1(, Z22 sSierowesę j esi zzasaniczo równolegle względem siebie.

7. Wyróó weeługzzsirz. 1 zIIo 1, znamienay tym, żż SoSce roozśzczeiosę- sśzczeinę Z (2 i kocce nierozszczepionej szczeciny (22) znajdują się na iej samej powierzchni obwiedniowej.

8. Wyróó weeługzzsirz. 1 zIIo 1, znamienay tym, żż SoSce roozśzczeiosę- sśzczeinę Z (2 i kocce nierozszczepionej szczeciny (22) znajdują się na różnych powierzchniach obwiedniowych.

9. Wyróó weełlłg zzsirz. 1 zIIo 1, znamienay tym, żż ZP0dielosęzplcc(2) zs na cząstkowe przekroje poprzeczne.