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Verfahren und Einrichtung zum zumindest teilweisen Ausbilden der Schneidkanten von Rasierklingen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum zumindest teilweisen Ausbilden der Schneidkanten von Rasierklingen durch eine elektrolytische Behandlung, die eine selektive elektrolytische Materialabtragung an den Kanten bewirkt.
Der Grundgedanke, die Schneidkanten an Rasierklingen auf elektrolytischem Wege zuzuschärfen, ist an sich wohl schon länger als 50 Jahre bekannt, doch ist dieses Prinzip überraschenderweise bisher bei der Herstellung von Rasierklingen industriell nicht angewendet worden, vielmehr sind die Schneidkanten stets durch mechanische Bearbeitung, gewöhnlich durch Schleifen und nachfolgendes Honen und Abziehen, hergestellt worden.
Diese Tatsache ist darauf zurückzuführen, dass die bisher bekannten Verfahren zum Herstellen der Schneidkanten von Rasierklingen auf elektrolytischem Wege nur für das Laboratorium, nicht aber für die fabrikmässige Fertigung geeignet waren. Nach diesen bekannten Verfahren wurde jeweils ein einziger Klingenrohling in ein elektrolytisches Bad eingebracht und sodann in einen elektrischen Stromkreis einbezogen, wobei eine sehr geringe Stromstärke im Bereich von mA angewendet wurde.
Verfahren und Einrichtungen, die es gestatten, eine elektrolytische Materialabtragung auf industrieller Basis zum Herstellen von Rasierklingen anzuwenden, sind vor der Erfindung nicht bekanntgeworden.
Die Erfindung zielt nun darauf ab, die Herstellung der Schneidkanten von Rasierklingen auf elektrolytischem Wege in einer Weise zu ermöglichen, die für die Massenproduktion geeignet ist.
Dies wird gemäss der Erfindung dadurch erreicht, dass eine grosse Anzahl von Klingenrohlingen gleichzeitig unter Anwendung einer Stromdichte von zumindest 3A/cm2 behandelt wird. Vorzugsweise wird während der elektrolytischen Behandlung eine Relativbewegung zwischen den Klingenrohlingen und dem Elektrolyten aufrecht erhalten.
Es wurde gefunden, dass durch Anwendung einer hohen Stromdichte nicht nur die Zuschärfung der Klingenkanten wesentlich beschleunigt wird, so dass in einer vorgegebenen Zeitspanne eine grössere An- zahl von Klingen hergestellt werden kann, sondern darüber hinaus überraschenderweise auch bessere Schneidkanten erzielt werden, wenn statt wie bisher schwache Ströme mit längerer Wirkungsdauer stärkere Ströme mit kürzerer Wirkungsdauer angewendet werden.
Durch die Bewegung, insbesondere Zirkulationsbewegung des Elektrolyten relativ zu den zu behandelnden Schneidkanten wird gesichert, dass im Bereich der Schneidkanten stets ein frischer, nicht verunreinigter Elektrolyt vorhanden ist, so dass der durch die Nebenprodukte der Elektrolyse verunreinigte Elektrolyt dauernd ersetzt wird.
Ein weiterer Vorteil der Zirkulationsbewegung des Elektrolyten besteht darin, dass der Elektrolyt, der infolge der von den angewendeten starken Strömen erzeugten Hitze sehr heiss wird, leichter gekühlt werden kann. Die Zirkulation des Elektrolyten kann unter einem erheblichen Druck, beispielsweise bis zu 7 kg/cm2, erfolgen, was unter anderem den Vorteil mit sich bringt, dass Gasblasen aus dem Elektrolyten ausgetrieben werden.
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Eine zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens geeignete Einrichtung mit einer Kammer, die zwei voneinander in Abstand angeordnete Elektroden aufweist und im Raum zwischen den Elektro- den einen Elektrolyt enthält, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer die Form eines langgestreck- ten Rohres hat, das an einem Ende eine Eintrittsöffnung für die unbehandelten Klingenrohlinge und am gegenüberliegenden Ende eine Austrittsöffnung für die behandelten Klingen aufweist. Zweckmässig be- steht die Elektrolysekammer mindestens teilweise aus Metall und bildet eine der Elektroden. Die ande- re Elektrode erstreckt sich dabei durch den Innenraum der Kammer hindurch und ist so angeordnet, dass sie in elektrischem Kontakt mit den Klingenrohlingen während ihrer Bewegung durch die Kammer steht.
Weitere Merkmale der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung einer Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens an Hand der Zeichnungen hervor. Es zeigen Fig. 1 ein Anordnungsschema der Einrichtung ; Fig. 2 perspektivisch und teilweise geschnitten die Elektrolysekammer der Einrichtung nach Fig. l ; Fig. 3 einen Querschnitt nach der Linie A-A in Fig. 4 ; Fig. 4einenLäng9- schnitt durch ein Ende der Elektrolysekammer ; Fig. 5 einen Querschnitt nach der Linie A-A in Fig. 4, jedoch bei einer gegenüber Fig. 3 geänderten Ausführung.
Das Verfahren und die Einrichtung zum Durchführen des Verfahrens werden an einem Beispiel beschrieben, bei dem einseitig oder beidseitig an einem Stahlband eine Schneidkante elektrolytisch hergestellt wird.
Im allgemeinen ist vorgesehen, für das Verfahren ein übliches Band zu verwenden, an dem noch keine Schneidkante vorhanden ist. Die Schneidkanten wurden an einem solchen Band bisher angeschliffen. Das Band besteht aus mit den Enden zusammenhängenden Klingenrohlingen. Nach der Herstellung der Schneiden werden diese Klingenrohlinge voneinander getrennt und sind damit zur Rasur fertig. Soll das Verfahren nur zur elektrolytischen Fertigbearbeitung der Schneiden dienen, so wird ein Band verwendet, bei dem die Schneidkanten der Rohlinge bereits mechanisch vorgeformt wurden.
Entsprechend Fig. 1 wird ein Stahlband --9-- von einer Rolle-11-- abgespult und durch eine elek- trolytische Kammer --10-- hindurchgezogen. Das Band gelangt aus der Kammer --10-- in ein Spülbad - und sodann in einen Trockner --13-- und auf eine Aufwickelrolle Zwischen dem Trockner und der Aufwickelrolle ist die Antriebsvorrichtung --14-- des Bandes angeordnet, die von einem Motor --15-- betrieben wird. Statt das Band auf die Rolle --16-- aufzuwickeln, können die fertigen Rasierklingen an ihren Enden voneinander getrennt, in Papier eingeschlagen und verpackt werden.
Die Kammer -10-- und ihre Bestandteile sind so gestaltet, dass während des Durchlaufes des Stahlbandes durch die Kammer ein anodischer Fertigschliff stattfindet.
Die rohrförmige Kammer --10-- enthält die Kathode und die Anode. Eine von beiden wird durch zwei Kontaktleisten --20 und 21-- gebildet, zwischen denen sich das Stahlband beim Durchlauf durch die Kammer befindet. Die Kontaktleisten --20 und 21-- sitzen in Isolierleisten-22 und 23--, die an der Rohrwand befestigt sind. Dabei nimmt die untere Isolierleiste --22-- Federn --24-- auf, welche die untere Kontaktleiste aufwärtsdrücken, so dass das Stahlband --9-- von den Leisten --20 und 21-- spielfrei und kontaktbildend erfasst wird.
Die untere Kontaktleiste --20-- erstreckt sich über die ganze Länge der Kammer und ragt an einem Ende oder an beiden Enden aus ihr heraus, so dass an dieser Verlän-
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StromquelleKontaktleisten --20 und 21-- verdecken den grösseren Teil der Bandoberfläche, so dass beiderseits nur etwa 3 mm breite Ränder des Stahlbandes der Elektrolytflüssigkeit ausgesetzt sind. Die überwiegende Fläche der Kontaktleisten ist in den Isolierleisten eingebettet und damit von der Elektrolytflüssigkeit ge- trennt.
Der Elektrolyt wird aus einem Behälter --17-- heraus durch eine Pumpe --27-- umgewälzt. Er tritt durch den Anschluss --10d-- in die Kammer ein und durch den Anschluss --10e-- aus der Kammer aus.
Im Behälter --17-- wird der Elektrolyt entgast und auf eine bestimmte Temperatur und eine bestimmte Zusammensetzung gebracht.
Der Elektrolyt ist im allgemeinen eine Mischung aus Phosphorsäure und Chromsäure oder eine Mischung aus Phosphorsäure und Glycerin. Die Zusammensetzung wird zur Erzielung optimaler Ergebnisse sehr sorgfältig vorgenommen, und die fortlaufenden Kontrolle der Mischung trägt wesentlich zur Herbeiführung konstanter Fertigungsbedingungen bei. Durch Zusätze kann die Leitfähigkeit des Elektrolyten sowie die Benetzungseigenschaft und die Entfernung der Gasblasen günstig beeinflusst werden. Ferner kann
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durch Zusätze eine Entmischung des Elektrolyten verhindert werden. Durch weitere Zusätze kann eine höhere Korrosionsbeständigkeit der Schneide und eine grössere Schärfe und Standzeit der Schneide erreicht werden.
Die in den Fig. 2 und 3 dargestellte Kammer ist für die Elektrofertigbehandlung vorgesehen. Für die Elektroformgebung sind andere Verfahren notwendig. Zum Beispiel lässt sich eine Elektroformgebung durch Besprühung eines Randes oder beider Ränder des Bandes mit dem Elektrolyten mittels Düsen erreichen. Im allgemeinen kann für die Elektroformgebung das oben beschriebene Verfahren und die Kam- mer --10-- der Elektrofertigbehandlung verwendet werden, um an einem Stahlband, das die Vorform der Schneidkanten noch nicht aufweist, diese Schneidkanten für die Herstellung von Rasierklingen über- haupt erst zu erzeugen. Allerdings kommt es hiebei auf eine besondere Ausbildung der Elektrode an. Es soll zwischen Anode und Kathode ein relativ kleiner Spalt bestehen, wie es z. B. die Fig. 5 zeigt.
Die Rohrwand ist in der Anordnung nach Fig. 5 an gegenüberliegenden Stellen mit einwärtsgerichteten Nasen - versehen, die als Kathoden wirken. Die Stirnfläche dieser Nasen hat von den Rändern des Stahlbandes --9--- einen Abstand von nur etwa 1/2 mm.
Das Ausmass der anodischen Materialabtragung ist bei gegebener Länge der Kammer --10--und bei gegebenem Ausgangszustand der Stahlbandränder proportional der Stromstärke. Dabei muss ein Elektrolytfluss ausreichender Grösse bestehen. Bei Unterschreitung eines Mindestdurchflusses können Überhitzun- gen und Einfressungen der Oberfläche auftreten. Die maximale Stromstärke und damit die Arbeitsgeschwindigkeit ist nur durch die Durchflussgeschwindigkeit des Elektrolyten und durch die elektrische Leit- fähigkeit der Kontaktleisten begrenzt. Ein Dauerbetrieb mit hoher Stromdichte von 31 A/cm2 lässt sich erreichen, wenn ein Elektrolytfluss von 140 l/min sichergestellt ist. Hiezu sind im allgemeinen Drücke von 7 kg/cm2 erforderlich. Durch solch hohe Drücke wird auch die Absonderung der Gasblasen, die bei der Elektrolyse entstehen, günstig beeinflusst.
Zur weiteren besseren Absonderung der Gasblasen kann die Kammer --10-- gerüttelt werden, so z. B. durch einen Ultraschallvibrator, oder es werden zur günstigen Beeinflussung der Entgasung, wie bereits oben erwähnt, chemische Zusätze in die Flüssigkeit gegeben. Sowohl für die Elektrofertigbehandlung als auch für die Elektroformgebung kann Gleichstrom verwendet werden. Um aber besondere Wirkungen hinsichtlich des Fertigschliffes zu erzielen, kann die Anlage mit Wechselstrom oder pulsierendem Gleichstrom betrieben werden. Für gewisse Stoffe und Elektro- lyten können vorteilhafte Wirkungen durch genaue Spannungskonstanthaltung erreicht werden. Hiedurch wird der Spannungsabfall zwischen der Anode und dem Elektrolyten konstant gehalten, oder es wird in der Kammer der Strom konstant gehalten, oder es werden andere Kombinationen von Strom und Spannung eingestellt.
Mit dem elektrolytischen Verfahren lässt sich leicht eine Querschnittsform der Schneide erreichen, wie sie beim Schleifverfahren nur schwer oder überhaupt nicht erreichbar ist, so z. B. eine zur Spitze hin stärkere konvexe Krümmung der Schneide. Hiezu dienen eine bestimmte Anordnung der Elektroden, eine bestimmte Zusammensetzung der Elektrolyten und bestimmte Stromeigenschaften (einschliesslich Spannungspendelungen) und bestimmte Temperaturen und andere Betriebsbedingungen.
Ein weiterer Vorteil dieses Verfahrens ist, dass keine mechanischen Fehler an der Schneide entstehen und dass es ungünstige Einflüsse, wie etwa die starke Erwärmung der Schneide beim Schleifen, vermeidet.
Gegenüber dem Schleifverfahren besteht als weiterer Vorteil, dass die Schneiden frei von Schleifstaub und wachsartigen Bestandteilen von Schleifmittel sind ; das Verfahren kann instrumentenmässig nach der Strom-/Spannungscharakteristik der Kammer ausgeübt werden.
Ausser für den beschriebenen Zweck kann das Verfahren auch zur Reinigung von Stahlbändern verwendet werden, um deren Korrosionswiderstand durch Entfernung von Fremdstoffen zu erhöhen.
Das elektrolytische Formverfahren ist besonders nützlich dort wo sich Schleifverfahren als schwierig erweisen. Das ist dann der Fall, wenn das Rasierklingenstahlband sehr schmal ist, oder wenn ein schma- les Band in einen Halter, z. B. aus Kunststoff oder Keramik, eingesetzt ist. Überdies können solche Schneidkanten auch andere als die von Rasierklingen sein.
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