Способ и устройство для концевого закругления щетинок - RU2020107877A

Код документа: RU2020107877A

Формула

1. Способ концевого закругления щетинок секции (1') щетки, содержащей множество щетинок (4), при этом способ включает

обеспечение сфокусированного лазерного луча (11), распространяющегося вдоль геометрического основного направления (PD) распространения и имеющего основную точку (12) облучения,

обеспечение относительного перемещения между концом каждой щетинки (4) и основной точкой (12) облучения сфокусированного лазерного луча (11) таким образом, чтобы конец каждой щетинки (4) перемещался через основную точку (12) облучения на траектории (Р), имеющей основной компонент, поперечный к продольному удлинению (LE) щетинки (4), при этом сфокусированный лазерный луч (11) направлен так, что геометрическое основное направление (PD) распространения имеет основной компонент, поперечный к продольному удлинению (LE) соответствующей щетинки (4), конец которой расположен в основной точке (12) облучения, посредством чего закругление конца обеспечивается сфокусированным лазерным лучом (11), нагревающим конец и заставляющим его частично плавиться и образовывать закругленный конец,

обеспечение относительного перемещения между основной точкой (12) облучения и секцией (1') щетки вдоль направления (L), имеющего основной компонент, поперечный к траектории (Р), тем самым последовательно подвергая концы множества щетинок (4) воздействию сфокусированного лазерного луча (11), благодаря чему образуется секция (1') щетки, содержащая щетинки (4) с закругленными концами.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно включает концевое отрезание соответствующей щетинки (4) посредством механического режущего инструмента (40) перед закруглением конца.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно включает концевое отрезание соответствующей щетинки (4) посредством сфокусированного лазерного луча (11) перед закруглением конца.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно включает концевое отрезание соответствующей щетинки (4) посредством сфокусированного лазерного луча (11), в то время как конец нагревают для закругления.

5. Способ по любому из пп. 2-4, отличающийся тем, что дополнительно включает расположение секции (1') щетки в первом приспособлении (21) и удерживание секции (1') щетки в первом приспособлении (21) во время как концевого отрезания, так и концевого закругления концов.

6. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что секция щетки представляет собой секцию (1') межзубной щетки, при этом способ дополнительно включает

предоставление секции (1') межзубной щетки, которая содержит стержень (3) щетки, проходящий вдоль продольной оси (L), и множество щетинок (4), поддерживаемых стержнем (3) и проходящих от стержня (3) преимущественно в радиальном направлении (R),

при этом этап обеспечения относительного перемещения между концом каждой щетинки (4) и основной точкой (12) облучения сфокусированного лазерного луча (11) включает вращение секции (1') межзубной щетки вокруг продольной оси (L) таким образом, чтобы конец каждой щетинки (4) проходил вокруг продольной оси (L), в результате чего траектория (Р), по которой конец каждой щетинки (4) перемещается через основную точку (12) облучения, становится круговой траекторией (Р), в которой конец проходит основную точку (12) облучения по круговой траектории (Р),

при этом этап обеспечения относительного перемещения между основной точкой (12) облучения и секцией (1') щетки включает обеспечение относительного перемещения основной точки (12) облучения вдоль продольной оси (L), тем самым последовательно подвергая концы множества щетинок (4) воздействию сфокусированного лазерного луча (11), благодаря чему образуется секция (1') щетки, содержащая щетинки (4) с закругленными концами.

7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что дополнительно включает направление сфокусированного лазерного луча (11) таким образом, чтобы геометрическое основное направление (PD) распространения образовывало угол (α, β) до 45° относительно касательной линии (Р') круговой траектории (Р) в основной точке (12) облучения.

8. Способ по п. 6 или 7, отличающийся тем, что дополнительно включает концевое отрезание соответствующей щетинки (4) посредством сфокусированного лазерного луча (11) за счет обеспечения относительного перемещения сфокусированного лазерного луча (11) вдоль продольной оси (L), тем самым осуществляя концевое отрезание множества щетинок (4) перед обеспечением относительного перемещения сфокусированного лазерного луча (11) вдоль продольной оси (L) для закругления концов.

9. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что сфокусированный лазерный луч (11) имеет максимальную интенсивность 10-20000 Вт/мм² в геометрической точке (12) фокусировки.

10. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что дополнительно включает фокусировку сфокусированного лазерного луча (11) на геометрическую точку (12) фокусировки, имеющую площадь от 0,01 до 1,0 мм².

11. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что дополнительно включает фокусировку сфокусированного лазерного луча на геометрическую точку (12) фокусировки, имеющую максимальную ширину (w1), которая менее чем в два раза превышает ширину (w2) в направлении, ортогональном максимальной ширине (w1).

12. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что дополнительно включает фокусировку сфокусированного лазерного луча (11) на глубину (fd) фокусировки от 100 до 10000 мкм.

13. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что дополнительно включает подвергание соответствующего конца щетинки воздействию сфокусированного лазерного луча (11) в течение периода времени, составляющего 100-100000 мкс, тем самым нагревая конец и вызывая его частичное плавление.

14. Устройство для концевого закругления щетинок секции щетки, содержащей множество щетинок, при этом устройство содержит:

лазер (10), содержащий источник лазерного луча и оптику, выполненные с возможностью обеспечения сфокусированного лазерного луча (11), распространяющегося вдоль геометрического основного направления (PD) распространения и имеющего основную точку (12) облучения,

приспособление (21) для удержания секции (1') щетки, содержащей множество щетинок (4), при этом приспособление (21) выполнено с возможностью обеспечения относительного перемещения между концом каждой щетинки (4) и основной точкой (12) облучения сфокусированного лазерного луча (11) таким образом, чтобы конец каждой щетинки (4) перемещался через сфокусированный лазерный луч (11) в основной точке (12) облучения в траектории (Р), имеющей основной компонент, поперечный к продольному удлинению (LE) щетинки (4),

при этом сфокусированный лазерный луч (11) направлен так, что геометрическое основное направление (PD) распространения имеет основной компонент, поперечный к продольному удлинению (LE) соответствующей щетинки (4), конец которой расположен в основной точке (12) облучения, посредством чего закругление конца обеспечивается сфокусированным лазерным лучом (11), нагревающим конец и заставляющим его частично плавиться и образовывать закругленный конец,

при этом устройство выполнено с возможностью обеспечения относительного перемещения между основной точкой (12) облучения и секцией (1') щетки вдоль направления (L), имеющего основной компонент, поперечный к траектории (Р), тем самым последовательно подвергая концы множества щетинок (4) воздействию сфокусированного лазерного луча (11), благодаря чему образуется секция (1') щетки, содержащая щетинки (4) с закругленными концами.

15. Устройство по п. 14,

отличающееся тем, что приспособление (21) выполнено с возможностью вращения секции (1') щетки вокруг продольной оси (L) так, чтобы конец каждой щетинки (4) проходил вокруг продольной оси (L) по круговой траектории (Р),

при этом лазер (10) ориентирован относительно приспособления (21) так, что сфокусированный лазерный луч (11) становится направленным навстречу щетинкам (4) секции (1') щетки в приспособлении (21) таким образом, чтобы конец соответствующей щетинки (4), проходящий по круговой траектории (Р), проходил основную точку (12) облучения, и

при этом устройство выполнено с возможностью обеспечения относительного перемещения между приспособлением (21) и основной точкой (12) облучения вдоль продольной оси (L) так, что сфокусированный лазерный луч (11) последовательно становится направленным навстречу соответствующему концу множества щетинок (4).