КИСТЬ И СПОСОБ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ Российский патент 1997 года по МПК A46B3/00 

Изобретение относится к художественному инвентарю и может быть использовано при изготовлении кистей различного назначения.

Известна кисть, содержащая пучок волос, закрепленный посредством держателя на рукоятке (1).

Известен способ изготовления кисти, включающий подготовку пучка волос, изготовление обоймы и рукоятки и закрепления их друг с другом (1).

Известна также кисть, содержащая пучок волос, закрепленный посредством держателя на рукоятке (2) прототип.

Недостатком известных устройств и способов является относительно низкая долговечность их практического использования.

Достигаемым техническим результатом, обеспечиваемым предложенным кистью и способом ее изготовления, является повышение долговечности практического применения кисти.

Достигаемый технический результат обеспечивают кистью, содержащей пучок волос, закрепленный посредством держателя, выполненного в виде обоймы, имеющей участки закрепления волос и рукоятки, а также тем, что обойма выполнена по длине из n сопряженных между собой участков различной конфигурации, где n выбрано в пределах 3≅n≅20, при этом первый участок участок закрепления пучка волос выполнен в виде замкнутой по образующей поверхности произвольной конфигурации с соотношением площади S₁ сечения основания пучка волос и площади S₂ сечения у среза обоймы в пределах

причем минимальный размер D₁ поперечного сечения участка обоймы выбран по отношению к максимальному размеру D₂ того же сечения обоймы в пределах

Длина L₁ обоймы выбрана по отношению к максимальному размеру D₂ сечения обоймы в пределах

Длина участка пучка волос, закрепленного первым участком обоймы, выбрана по отношению к L₁ в пределах

Длина всего пучка волос выбрана в пределах

А взаимосвязана с S₂ отношением

Площадь S₃ максимального сечения второго участка в виде замкнутой по образующей поверхности произвольной конфигурации, сопряженной с первым участком, выбрана по отношению к S₂ в пределах

Длина L₂ второго участка выбрана по отношению к длине в пределах

Максимальная площадь S_i+1 сечения (i+1)-го участка, выполненного в виде замкнутой по образующей поверхности произвольной конфигурации, сопряженного с i-м участком обоймы, выбрана по отношению к максимальной площади S_i сечения i-го участка в пределах

где 1≅i≅n-1.

Длина L_i+1 (i+1)-го участка выбрана по отношению к длине i-го участка в пределах

Один или несколько оконечных участков обоймы выполнены с удерживающими обойму на рукоятке элементами в виде углублений произвольной формы, глубина h которых выбрана по отношению к максимальному размеру H сечения в месте ее закрепления в пределах

Рукоятка составлена по длине продольного сечения по крайней мере из m участков, где m выбрано в пределах 1≅m≅50, сопряженных между собой, образованных дугами окружностей таким образом, что радиусы R_j и R_j+1 дуг окружностей соседних участков взаимосвязаны соотношением

причем оконечный участок рукоятки выполнен в виде замкнутой по образующей поверхности произвольной конфигурации с сопряжением на конце рукоятки образующих поверхности участка.

Достигаемый технический результат обеспечивают также с помощью способа изготовления кисти, включающего подготовку пучка волос, изготовления обоймы и рукоятки, их последовательную сборку и закрепление друг с другом, отличающийся тем, что в процессе подготовки пучка волос площадь его максимального сечения SП1

в оправке при наборе в кассеты выбирают по отношению к площади SП2 пучка в сечении S^Н необжатого среза обоймы

и по отношению к S₁ в пределах

обеспечивая коэффициент K₁ последующего уплотнения в пределах
1,005≅K₁≅1,312
В процессе изготовления обоймы нарезают заготовку преимущественно цилиндрической трубчатой формы, предварительно обеспечивая, например, протягиванием через фильеры соотношение максимального внутреннего размеры d_вн поперечного сечения и максимального наружного размера D_Н поперечного сечения в пределах

Длину L заготовки при этом выдерживают по отношению к D_Н в пределах

Последующую ее усадку обеспечивают с коэффициентом K₂ при последующей деформационной обработке в пределах
1,005≅K₂≅1,41.

В процессе подготовки к деформационной обработке заготовку обоймы нормируют, например, по твердости преимущественно нагревом при температуре T в пределах
280≅T≅730 [^oC]
в течение времени t в пределах
620≅t≅3600 [с]
и охлаждают заготовку со скоростью V в пределах
0,15≅V≅110 [^o/с]
Затем осуществляют поверхностную обработку заготовки, преимущественно правлением, например, в растворе лимонной кислоты концентрации 3-5% в течение времени t₂ в пределах
30≅t₂≅3600 [с]
и/или воздействием ультразвуковых колебаний в растворе моющих препаратов, например поверхностно-активного вещества (ПАВ).

Деформационную обработку заготовки по ее участкам производят в n₁-переходах, где n₁ выбирают в пределах
1≅n₁≅20,
на первом из которых деформируют первый и/или оконечный участок заготовки при перемещении относительно нее формообразующих поверхностей, преимущественно пуансона и матрицы, поддерживая скорость пластической деформации заготовки на каждом из N₁-переходах, взаимосвязано с соотношением в пределах

и ее амплитуду по отношению к D_н в пределах

После каждого перехода выполняют указанные операции подготовки заготовки к ее последующей деформационной обработке, причем на каждом последующем переходе деформационной обработки каждого из последующих участков заготовки осуществляют указанные технологические особенности деформации. После вставки пучка волос в обойму и скрепления их между собой собранные таким образом держатель с пучком волос насаживают на рукоятку с усилием P_н натяга и закрепляют с усилием P_з закрепления путем продавливания участков поверхности держателя в тело рукоятки, при этом усилие P_н натяга выбирают по отношению к усилию P_з закрепления в пределах

На фиг. 1 изображен общий вид кисти; на фиг. 2 держатель с участками закрепления пучка волос и рукоятки.

Кисть содержит пучок волос 1, закрепленный посредством держателя 2 на рукоятке 3.

Отличительные конструктивные особенности кисти, заключаются в том, что держатель 2 выполнен в виде обоймы, состоящей из N сопряженных между собой участков, где N выбирают в пределах
3≅n≅20.

Обойма (фиг. 2), где некоторые из рассматриваемых участков выделены штриховыми линиями, перпендикулярными оси симметрии, может быть выполнена, например, из металла, пластмассы и других материалов, отвечающих техническим требованиям изготовления и использования кисти.

Первый участок 4 держателя 2 (фиг. 1а, б) закрепления пучка 1 волос выполнен в виде замкнутой по образующей 5 поверхности произвольной конфигурации с соотношением площади S₁ сечения 6 основания пучка волос к площади S₂ сечения 7 у среза обоймы 2 в пределах

Минимальный размер D₁ сечения участка (фиг. 1в) выбран по отношению к максимальному размеру D₂ сечения 7 в пределах

Минимальный размер D₁ определен как минимальное расстояние между близлежащими точками периметра сечения 6 или 7, а максимальный размер D₂ определен как расстояние между наиболее удаленными точками периметра сечения.

Длина L₁ обоймы 2 (фиг. 2) выбрана по отношению к максимальному размеру D₂ сечения 7 (фиг. 1в) в пределах

Длина участка 8 пучка волос, закрепленного первым участком обоймы, выбрана по отношению к L₁ в пределах

и к длине всего пуска 1 волос выбрана в пределах

Причем взаимосвязана с S₂ соотношением

Площадь S₃ максимального сечения 9 второго участка 10 в виде замкнутой по образующей 11 поверхности произвольной конфигурации, сопряженной с первым участком 4, выбрана по отношению к S₂ в пределах

Длина L₂ второго участка 10 выбрана по отношению к длине L₁ в пределах

И так далее, максимальная площадь S_i+1 произвольного сечения 12 i+1-гo участка 13, выполненного в виде замкнутой по образующей 14 поверхности произвольной конфигурации, сопряженного с i-м участком 15 обоймы 2 выбрана по отношению к максимальной площади S_i произвольного сечения 16 i-го участка 15 в пределах
.

Длина L_i i-го участка 15 выбрана по отношению к длине L_i+1 i+1-го участка 13 в пределах
.

Один или несколько оконечных участков 17 обоймы 2 выполнены с удерживающими обойму 2 на рукоятке 3 элементами 18 в виде углублений произвольной формы, глубина h которых выбрана по отношению к максимальному размеру H сечения 19 в местах ее закрепления в пределах
.

Рукоятка 3 по длине продольного сечения составлена по крайней мере из M участков, выделенных на фиг. 1 штриховыми линиями, перпендикулярными оси симметрии, где M выбрано в пределах
1≅m≅50,
сопряженных между собой и образованных дугами окружностей таким образом, что максимальные радиусы R_i и R_j+1 (фиг. 1) кривизны соседних j20 и (j+1) 21 (фиг. 1) участков взаимосвязаны соотношением

Участки с поверхностью произвольной конфигурации на рукоятке выполнены в целях удобства удержания кисти в руке, а также улучшения художественного восприятия рукоятки кисти в целом.

Оконечный участок 22 рукоятки 3 кисти выполнен в виде замкнутой по образующей поверхности произвольной конфигурации с сопряжением на конце образующих поверхности оконечного участка 22.

Форма сопряжения на конце образующих поверхность оконечного участка 22 рукоятки может быть выполнена в виде конуса с острой или затупленной вершиной, сферой, эллипсоидом и т.д. Для механического удаления, растирания и т. п. краски или других видов покрытий с холста или других поверхностей оконечный участок 22 рукоятки может быть выполнен в виде скребка или лопатки.

Существенные отличительные особенности предложенного способа, заключаются в том, что в процессе подготовки пучка волос их набирают в количестве, при котором площадь максимального сечения SП1

пучка в оправке при наборе в кассеты выбирают по отношению к площади SП2 пучка в сечении необжатого среза обоймы в пределах

и по отношению к S₁ в пределах

обеспечивая коэффициент K₁ последующего уплотнения в пределах
1,005≅K₁≅ 1,312.

Как показали эксперименты, приведенные соотношения являются общими независимо от вида волос (белка, колонок, куница, щетина, синтетика и др.), а также длины пучка и его формы, предопределенных функциональным назначением кисти.

В процессе изготовления обоймы нарезают заготовку преимущественно цилиндрической трубчатой формы, предварительно обеспечивая калибровкой, например протягиванием через фильеры соотношением максимального внутреннего размера d_вн поперечного сечения и максимального наружного размера D_Н поперечного сечения заготовки в пределах

длину L заготовки выдерживают по отношению к D_Н в пределах

обеспечивая ее последующую усадку с коэффициентом K₂ при последующей деформационной обработке в пределах
1,005≅K₂≅1,41.

Приведенные параметры процесса изготовления заготовки обеспечивают при дальнейшей ее деформационной обработке необходимые конструктивные особенности готовой обоймы.

В процессе подготовки и деформационной обработке заготовку обоймы нормируют, например, по твердости, преимущественно нагревом при температуре в пределах
280≅T≅730[^oC]
в зависимости от материала заготовки, которую поддерживают в течение времени t
620≅t≅3600 [c]
Затем охлаждают заготовку со скоростью V в пределах
0,15≅V≅110 [^o/с]
Последующую поверхностную обработку заготовки осуществляют преимущественно травлением, например в растворе лимонной кислоты концентрации 3-5% в течение времени t₂ в пределах
30≅t₂≅3600 [c]
и/или воздействием ультрафильтрационных колебаний в растворе моющих препаратов, например, поверхностно-активного вещества (ПАВ).

Деформационную обработку заготовки по каждому из ее участков производят в n₁-переходах, где n₁ выбирают в пределах
1≅n₁≅20.

На первом из переходов деформируют первый и/или оконечный участок заготовки при перемещении ее относительно формообразующих поверхностей, преимущественно пуансона и матрицы, поддерживая скорость пластической деформации заготовки на каждом из n₁ переходах взаимосвязано с соотношением в пределах

и ее амплитуду по отношению к D_Н в пределах
,
после каждого перехода выполняют указанные операции подготовки и ее последующей деформационной обработке, причем на каждом последующем переходе деформационной обработки каждого из последующих участков заготовки осуществляют указанные технологические особенности деформации.

После вставки пучка волос в обойму и скрепления их между собой собранный таким образом держатель с пучком волос насаживают на рукоятку с усилием P_Н натяга и закрепляют с усилием P_з закрепления путем продавливания участков поверхности держателя в тело рукоятки, при этом усилие P_Н натяга выбирают по отношению к усилию P_з закрепления в пределах

Затем фиксируют держатель на рукоятке, например продавливанием на его оконечных участках углублений произвольной формы.

Как показали эксперименты и результаты их анализа, достигаемый технический результат обеспечивается только строгой взаимосвязанной совокупностью существенных признаков заявленных объектов. Варианты примеров конкретного практического выполнения заявленных объектов целесообразно отразить в виде таблицы, т.к. один вариант от другого отличается только количественным значением заявляемых параметров, а текстовая информация не отличается от варианта к варианту и отражена в формуле в описании изобретения.

Как следует из таблицы, в оптимальном варианте (см. вариант 1 табл.) обеспечивают наилучшие условия достижения технического результата, который отображен в виде параметра ε, характеризующего соотношение долговечностей заявленной кисти и прототипа. При этом достигалось повышение долговечности практического применения заявленной кисти в 3-5 раз по сравнению с прототипом (ε= 3÷5). Нижние и верхние границы заявленных параметров были определены на основе статистической обработки полученных экспериментально данных и известных из опубликованных источников, а также их анализа и обобщения, исходя из критерия.

Нижние пределы отражает в таблице вариант 2, ε= 1,02; верхние пределы отражает вариант 3, ε=1,01.

Как показали эксперименты, даже незначительный выход за нижнюю границу заявленных параметров (вариант 4, ε=0,99) и за верхнюю границу (вариант 5, ε=0,88) приводит к невозможности обеспечения достигаемого технического результата.

Вариант 6 отражает пример конкретного практического выполнения предложенных объектов внутри заявленных границ (ε=1,5), что свидетельствует о достижении заявленного технического результата.

Вариант 7 показывает, что при нахождении параметров, характеризующих особенности практического выполнения предложенных объектов как внутри заявленных границ, так и вне их, не обеспечивается достижение указанного технического результата (ε=0,85).

Кроме указанного технического результата, предложенные объекты обладают рядом других достоинств, в частности расширение функциональных особенностей изготавливаемых кистей, улучшение их внешнего вида и эргономических характеристик и возможность автоматизации процесса изготовления кисти. Следует также отметить, что цельнотянутый держатель предложенной кисти повышает герметичность закрепленного в нем пучка волос и обеспечивает возможность практического использования агрессивных по отношению к известным кистям растворителей, наносимых кистью веществ.

Использование: в художественном инвентаре. Сущность изобретения: представлены соотношения размеров держателя рукоятки. Держатель выполнен в виде цельнотянутой обоймы, содержащей участки с разнообразной конфигурацией, рукоятка выполнена в виде замкнутой по окружающей поверхности с участками, функционально заданными радиусами кривизны. 2 с.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

1. Кисть, содержащая пучок волос, закрепленный в держателе, выполненном в виде обоймы, имеющей участки закрепления волос и рукоятки, отличающаяся тем, что обойма выполнена по длине из n сопряженных между собой участков различной конфигурации, где n 3 20, при этом первый участок закрепления пучка волос выполнен в виде замкнутой по образующей поверхности с отношением площади S₁ сечения основания пучка волос к площади S₂ сечения у среза обоймы 0,01 12,0, причем отношение минимального размера D₁ поперечного сечения участка к максимальному размеру D₂ того же сечения обоймы составляет 0,001 1,0, отношение длины обоймы L₁ к максимальному размеру D₂ сечения обоймы 5 30, отношение длины участка пучка волос, закрепленного первым участком обоймы, к L₁ составляет 0,05 0,8 и к длине всего пучка волос 0,05 0,7, при этом отношение площади сечения S₂ у среза обоймы к длине всего пучка волос составляет 1,6•10^-4 1,2•10², отношение площади максимального поперечного сечения S₃ второго участка обоймы, сопряженного с первым, к площади сечения пучка S₂, составляет 0,1 - 14,0, отношение длины второго участка L₂ к длине составляет 0,01 - 12,0, максимальная площадь S_i+1 сечения (i+1)-го участка, выполненного по замкнутой образующей поверхности, сопряженного с i-м участком обоймы, выбрана по отношению к максимальной площади S_i сечения i-го участка обоймы в пределах 0,1 16,0, где i 1 n-1, а длина L_i+1 (i+1)-го участка выбрана по отношению к длине L_i i-го участка обоймы в пределах 0,015 12,0, причем по меньшей мере один из оконечных участков обоймы имеет углубление произвольной формы для удержания обоймы на рукоятке, глубина h которого по отношению к максимальному размеру H сечения в месте ее закрепления составляет 3•10^-3 5•10^-1, а рукоятка по длине продольного сечения выполнена из m участков, где m 1 50, сопряженных между собой и образованных дугами окружностей так, что максимальные радиусы R_j и R_j+1, где j 1 m-1, кривизны образующих соседних участков взаимосвязаны соотношением

2. Способ изготовления кисти, включающий подготовку пучка волос с использованием оправки, изготовление обоймы и рукоятки, их последовательную сборку и cкрепление друг с другом, отличающийся тем, что в процессе подготовки пучка волос площадь его максимального сечения Sn1

в оправке при наборе в кассеты выбирают по отношению к площади Sn2 пучка в сечении необжатого среза обоймы в пределах 0,8 13,0 и по отношению к S₁ в пределах 1,03 - 5,2, обеспечивая коэффициент K₁ последующего уплотнения в пределах 1,005 1,312, в процессе изготовления обоймы нарезают заготовку трубчатой формы, преимущественно цилиндрической, предварительно обеспечивая, например, протягиванием через фильеры соотношение максимального внутреннего размера d_вн поперечного сечения и максимального наружного размера D_н поперечного сечения в пределах

а длину L заготовки при этом выдерживают по отношению к D_н в пределах 0,3 40,0, обеспечивая последующую ее усадку с коэффициентом K₂ при последующей деформационной обработке в пределах 1,005 1,41, в процессе подготовки к деформационной обработке заготовку обоймы нормируют, например, по твердости преимущественно нагревом при 280 730^oC в течение 620 3600 с и охлаждают заготовку со скоростью 0,15 110 град./с, а затем осуществляют поверхностную обработку заготовки преимущественно травлением в растворе лимонной кислоты концентрации 3 5% в течение 30 3600 с и/или воздействием ультразвуковых колебаний в растворе моющих препаратов, например поверхностно-активного вещества (ПАВ), а деформационную обработку заготовки по каждому из ее участков производят в n₁ переходах, где n₁ 1 - 20, на первом из которых деформируют первый и/или оконечный участок заготовки при перемещении относительно нее формообразующих поверхностей, преимущественно пуансона и матрицы, поддерживая скорость пластической деформации заготовки на каждом из n₁ переходов, взаимосвязанно с отношением d_вн/D_н в пределах

и ее амплитуду по отношению к D_н в пределах 0,03 1,7, после каждого перехода выполняют указанные операции подготовки к ее последующей деформационной обработке, причем на каждом последующем переходе деформационной обработки каждого из последующих участков заготовки осуществляют указанные технологические особенности деформации после вставки пучка волос в обойму и скрепления их между собой собранные таким образом держатель с пучком волос насаживают на рукоятку с усилием P_н натяга и закрепляют с усилием P_з закрепления путем продавливания участков поверхности держателя в тело рукоятки, при этом усилие P_н натяга выбирают по отношению к усилию P_з закрепления в пределах 0,15 1,9.