Verfahren zur Herstellung eines Werkzeuges und nach dem Verfahren hergestelltes Werkzeug Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Werkzeuges, und auf ein nach dem Verfahren erzeugtes Werkzeug. Seit einiger Zeit besteht ein Bedürfnis nach Beiss- zangen, Drahtschneidezangen und gewissen chirurgi schen Instrumenten, die ohne jede Schmierung benützt werden können. Auf dem Gebiet der Raumforschung haben z. B. gewisse elektronische Bauteile eine solche Komplexität erreicht, dass sie unter Bedingungen zu sammengefügt werden, die in Bezug auf Sauberkeit ebenbürtig oder strenger sind als in einem Operations saal eines Spitals.
Diese Sauberkeit wird erreicht durch sogenannte Sauber-Räume , in welchen mittels Luft schleusen unter überdruck gearbeitet wird, damit Ver unreinigungen und Fremdkörper aus dem Raum her ausgeblasen werden, und wobei vom arbeitenden Per sonal verlangt wird, Schutzkleidung zu tragen oder sogar, dass es sich einer Reinigung durch verschiedene Mittel unterzieht, bevor es diesen Raum betritt. Die Ausrüstung, die zur Fertigung solcher Gegenstände be nützt wird, wird ebenfalls strengen Reinigungserforder nissen unterworfen, und Handwerkzeuge wie z. B.
lange spitze Beisszangen, Drahtschneidezangen und an dere werden durch hochwirksame Reinigungsverfahren wie Vibration mittels Schall- und überschallwellen in Reinigungslösungen behandelt. Bei einer derartigen Be tonung der hochgradigen Sauberkeit der Werkzeuge können auf jeden Fall keine Schmiermittel für die be wegenden oder arbeitenden Teile verwendet werden und in diesem Fall tritt bei den Beisszangen oder ande ren Handwerkzeugen der Nachteil auf, dass sie sich nur schwer bewegen lassen oder ihre Teile aneinander stecken bleiben, wenn sie gemäss der herkömmlichen bzw. früheren Technik gefertigt und zusammengefügt sind.
Es ist ebenfalls ersichtlich, dass dort, wo Zangen und Klammern oder Klemmen gewissen Sterilisierungs- verfahren unterzogen werden, die in Operationssälen verwendet werden, jegliches Schmiermittel durch die Dampfsterilisierverfahren weggewaschen würde. Es besteht auch die besondere Schwierigkeit beim Bestreben, durch wiederholte Wärmebehandlung klei ner Werkzeuge bessere Erzeugnisse zu erzielen, da es schwieriger ist, eine gleichförmige Wärme an allen ver schiedenen Teilen des Werkzeugs und ganz besonders an den am Werkstück angreifenden Flächen sowie an den Nieten zur Verbindung der Teile aufrechtzuerhal ten.
Wo nämlich Metallteile dünner sind oder einen kleineren Querschnitt haben, hat das Wärmebehand- lungsverfahren die Tendenz, den Kohlenstoff im Stahl auszutreiben, und dies trifft vor allem auf die gehäm merten Partien der Niete zu. Bei einem Härteverlust im Nietenkopf, wenn kein Schmiermittel verwendet wird, tendiert die Verbindung locker zu werden, und dadurch wird der Wirkungsgrad des Werkzeuges herab gesetzt. Natürlich hat die Schmierung der Teile die Tendenz, die Schwierigkeit kleiner zu machen, wenn zwei Oberflächen, die miteinander in Eingriff treten, nicht so hart sind, wie die übrige Stahlstruktur des Werkzeuges.
Ein Versuch, dieses Problem zu meistern, wurde auch dadurch gemacht, dass die Teile des Werk zeugs mit einer Niete zusammengefügt wurden, ohne die Teile vorher einer Wärmebehandlung zu unterziehen. Dabei ergibt sich auch ein Nachteil, da dann die Nie tenbohrungen und die Niete selbst durch das Hämmern der Niete beschädigt werden.
Es wurde auch gefunden, dass -dort, wo die Teile eines Werkzeuges in nicht zu sammengefügtem Zustand wärmebehandelt werden, diese Wärmebehandlung gleichförmiger durchgeführt werden kann, so dass durch das Vernieten weniger Verkrümmungen oder Verwerfungen auftreten und die Werkzeugteile einen strafferen Sitz aufweisen, wodurch letztlich auch der Aufwand bei der Fertigbearbeitung (Fertigschleifen und dgl.) der arbeitenden Oberflächen geringer sein muss.
Um den Erfordernissen der industriellen Fertigung von Werkzeugen ohne die oben genannten Nachteile und Schwierigkeiten zu entsprechen, ist das erfindungs gemässe Verfahren zur Herstellung eines Werkzeugs mit Stahlflächen, die dazu bestimmt sind, an einem Werkstück anzugreifen, und mit Handgriffen, die je eine Bohrung aufweisen und durch eine Niete aus einem Nicht-Eisen-Metall von gleichförmiger Härte zu sammengefügt sind, wobei die Härte an der Oberfläche und im Innern der Niete im wesentlichen dieselbe ist, gekennzeichnet durch folgende Bearbeitungsschritte:
a) die Handgriffe und die am Werkstück anzugrei fen bestimmten Flächen werden während etwa einer halben Stunde einer Wärmebehandlung bei einer Tem peratur von etwa 845 C unterworfen; b) die Handgriffe und die am Werkstück anzugrei fen bestimmten Flächen werden in einer Flüssigkeit ab geschreckt; c) die Handgriffe und die am Werkstück anzugrei fen bestimmten Flächen werden für wenigstens eine Stunde bei einer Temperatur von etwa 455 C angelas sen;
d) die Handgriffe und die am Werkstück anzugrei fen bestimmten Flächen werden mittels der Niete aus Nicht-Eisen-Metall zusammengefügt, indem diese durch die Bohrungen gesteckt und an wenigstens einem Handgriff gestaucht wird; e) die Handgriffe einschliesslich der Niete werden während wenigstens 11/2 Stunden bei einer Tempera tur von etwa 315 C dauergehärtet.
Es ist daher ein Ziel der Erfindung, Handwerk zeuge zu schaffen, die eine längere Lebensdauer ohne Verwendung eines Schmiermittels haben.
Ein weiterer Zweck der Erfindung ist die Schaffung verbesserter Handwerkzeuge unter Benützung von ge härteten Nicht-Eisen-Nieten, welche beim Gebrauch nicht anfressen oder stecken bleiben.
Weitere Einzelheiten gehen aus der nachstehenden Beschreibung hervor, in welcher anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert wird, wobei gleiche überweisungen in beiden Figuren gleiche Teile bezeichnen.
Fig. 1 ist eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung eines für die Erfindung typischen Hand- werkzeuges vor dem Zusammenfügen der Teile, und Fig.2 eine Seitenansicht des Werkzeuges nach Fig. 1 nach dem Zusammenfügen.
In Fig.1 ist ein Paar Seitenmesser oder Seiten schneider einer Drahtschneidezange in auseinanderge- zogener Darstellung gezeigt. Das Handwerkzeug ist durch ein Paar Handgriffe 10 und 11 gebildet, die je mit einer Angriffsfläche 12 bzw. 13 für das Werkstück versehen sind, welche im vorliegenden Fall aus Draht- Schneideklingen bestehen. Im Bereich des Klingenen- des der Handgriffe weist die Verbindungsstelle ein Paar überlappender Flächen an den Handgriffen 10 bzw. 11 auf.
Eine Bohrung 16 ist im Handgriff 10 quer durch die Verbindungsfläche und senkrecht dazu gebildet, die eine konische Endzone 18 hat, die sich nach aussen erweitert. Rings um die Kante der koni schen Erweiterung sind vier Marken 20-23 ange bracht. Eine entsprechende Bohrung 17 steht senkrecht auf die Verbindungsfläche 15. Auch die Bohrung 17 ist mit einer nach aussen erweiterten Endzone 19 aus gebildet.
Eine Niete 24 durchsetzt die Bohrungen 16 und 17 und ist so breit geschlagen, dass sie sich den konischen Zonen 19 anpasst.
Beim dargestellten Beispiel sitzt eine Druckfeder 25 in einem Paar Bohrungen 26 und 27, die in den respektiven Handgriffen 10 und 11 an gegenüberste henden Flächen eingelassen sind, welche unmittelbar unter den Bohrungen 16, 17 an der Innenseite der Handgriffe 10 und 11 liegen.
Die Niete 24 besteht aus einem Material von fol- gender Zusammensetzung: 1,80 % bis 2,05 % Beryl- lium, 0,18 % bis 0,30 % Kobalt und der Rest Kupfer.
Bei der Herstellung des Werkzeuges gemäss den Fig. 1 und 2 werden die beiden die Handgriffe inklu sive die Verbindungsstellen und Schneidklingen bilden den Stahlkörper einer Wärmebehandlung unterworfen, in welcher diese Teile während einer halben Stunde einer Temperatur von 845 C ausgesetzt werden, wonach sie in Öl abgeschreckt und darauf für eine Stunde oder mehr bei 455 C gehärtet werden, um den Teilen eine Härte von 45-48 Rockwell C zu verlei hen.
Dann werden die beiden Teile mittels der genann ten Niete 24 zusammengesetzt, wonach das Ganze und insbesondere die Niete nachgehärtet werden, indem es einer Temperatur von 315 C während 11/2 Stunden ausgesetzt wird, um der Niete eine Härte von 40-42 Rockwell C zu geben. Diese besondere Behandlung erstreckt sich selbstverständlich auch auf die Stahl- Zangenteile bzw. die Schneidklingen.. Nach dem letzten Härtungsprozess wird das Werkzeug geschliffen bzw.
fertig geschlichtet, so dass insbesondere die Angriffsflä chen für das Werkstück, wie die Klingen 12 und 13, diesen Finish aufweisen.
Durch Anwendung des oben beschriebenen Verfah rens wird ein hochwertiges Handwerkzeug erzeugt, das bisher unerreichbare Funktionseigenschaften aufweist. Das nach diesem Verfahren hergestellte Werkzeug kann, ohne Schmierung verwendet werden und hat doch alle wünschbaren Eigenschaften eines Werkzeu- ges, das mit herkömmlichen Mitteln erzeugt wurde. Wenn das Werkzeug geschmiert wird und durch eine gehärtete Beryllium-Kupfer-Niete zusammengehalten ist, wird es eine viel längere Lebensdauer haben als ein ganz aus Stahl bestehendes Werkzeug.
Bezüglich der Form und Anordnung der Einzelhei ten oder Proportionen, und selbst bezüglich gewisser Änderungen in der Materialzusammensetzung und in der Herstellung, sind vielerlei Modifikationen im. Rah men der Erfindung denkbar.
Method for producing a tool and tool produced according to the method The invention relates to a method for producing a tool, and to a tool produced according to the method. For some time there has been a need for pliers, wire cutting pliers and certain surgical instruments that can be used without any lubrication. In the field of space research z. For example, certain electronic components are so complex that they are assembled under conditions that are equal or stricter in terms of cleanliness than in a hospital operating theater.
This cleanliness is achieved through so-called clean rooms, in which air locks are used under overpressure so that impurities and foreign bodies are blown out of the room, and where the working staff is required to wear protective clothing or even to do so cleaning by various means before entering this space. The equipment that is used to manufacture such items is also subject to strict cleaning requirements, and hand tools such as. B.
long, pointed bite pliers, wire cutters and others are treated with highly effective cleaning processes such as vibration using sonic and supersonic waves in cleaning solutions. With such an emphasis on the high level of cleanliness of the tools, no lubricants can be used for the moving or working parts in any case and in this case the pliers or other hand tools have the disadvantage that they are difficult to move or theirs Parts get stuck together if they are manufactured and assembled according to conventional or earlier technology.
It can also be seen that where the forceps and staples or clamps are subjected to certain sterilization procedures used in operating rooms, any lubricant would be washed away by the steam sterilization procedures. There is also the particular difficulty in trying to achieve better products by repeated heat treatment of small tools, since it is more difficult to achieve uniform heat on all different parts of the tool and especially on the surfaces engaging the workpiece and the rivets for connection of the parts.
In fact, where metal parts are thinner or have a smaller cross-section, the heat treatment process has a tendency to drive out the carbon in the steel, and this is particularly true of the hammered parts of the rivets. If there is a loss of hardness in the rivet head when no lubricant is used, the connection tends to become loose, and this reduces the efficiency of the tool. Of course, lubrication of the parts tends to reduce the difficulty if two surfaces that mate with one another are not as hard as the rest of the steel structure of the tool.
An attempt to cope with this problem has also been made by joining the parts of the tool together with a rivet without first subjecting the parts to a heat treatment. This also results in a disadvantage, since then the Nie tenbohrungen and the rivet itself are damaged by hammering the rivet.
It has also been found that where the parts of a tool are heat-treated in a non-joined state, this heat treatment can be carried out more uniformly, so that less warping or warping occurs due to the riveting and the tool parts have a tighter fit, which ultimately also the effort involved in finishing (finishing and the like) of the working surfaces must be lower.
In order to meet the requirements of the industrial production of tools without the above-mentioned disadvantages and difficulties, the fiction, contemporary method for producing a tool with steel surfaces that are intended to attack a workpiece, and with handles that each have a hole and are assembled by a rivet made from a non-ferrous metal of uniform hardness, the hardness on the surface and inside the rivet being essentially the same, characterized by the following processing steps:
a) the handles and the surfaces to be attacked on the workpiece are subjected to a heat treatment at a temperature of about 845 C for about half an hour; b) the handles and the surfaces to be attacked on the workpiece are quenched in a liquid; c) the handles and the surfaces to be attacked on the workpiece are annealed for at least one hour at a temperature of about 455 C;
d) the handles and the surfaces anzurei fen certain surfaces are joined by means of the rivets made of non-ferrous metal by inserting them through the bores and compressing them on at least one handle; e) the handles including the rivets are permanently hardened for at least 11/2 hours at a temperature of about 315 C.
It is therefore an object of the invention to provide hand tools that have a longer life without the use of a lubricant.
Another purpose of the invention is to provide improved hand tools using hardened non-ferrous rivets which will not seize or get stuck in use.
Further details emerge from the following description, in which an exemplary embodiment of the invention is explained with reference to the drawing, the same transfers denoting the same parts in both figures.
1 is an exploded perspective view of a hand tool typical of the invention before the parts are assembled, and FIG. 2 is a side view of the tool according to FIG. 1 after assembly.
In Figure 1, a pair of side knives or side cutters of wire cutting pliers is shown in an exploded view. The hand tool is formed by a pair of handles 10 and 11, which are each provided with an engagement surface 12 and 13 for the workpiece, which in the present case consist of wire cutting blades. In the area of the blade end of the handle, the connection point has a pair of overlapping surfaces on the handles 10 and 11, respectively.
A bore 16 is formed in the handle 10 transversely through the connecting surface and perpendicular thereto, which has a conical end zone 18 which widens outwards. There are four marks 20-23 around the edge of the conical extension. A corresponding bore 17 is perpendicular to the connecting surface 15. The bore 17 is also formed with an outwardly widened end zone 19 from.
A rivet 24 passes through the bores 16 and 17 and is struck so wide that it adapts to the conical zones 19.
In the example shown, a compression spring 25 sits in a pair of bores 26 and 27, which are embedded in the respective handles 10 and 11 on gegenste existing surfaces, which are located immediately below the bores 16, 17 on the inside of the handles 10 and 11.
The rivet 24 consists of a material of the following composition: 1.80% to 2.05% beryllium, 0.18% to 0.30% cobalt and the remainder copper.
In the manufacture of the tool according to FIGS. 1 and 2, the two handles including the joints and cutting blades form the steel body are subjected to a heat treatment in which these parts are exposed to a temperature of 845 C for half an hour, after which they are immersed in oil quenched and then cured at 455 C for one hour or more to give the parts a hardness of 45-48 Rockwell C.
The two parts are then assembled by means of the rivet 24 mentioned, after which the whole, and in particular the rivets, are post-hardened by exposing them to a temperature of 315 C for 11/2 hours to give the rivet a hardness of 40-42 Rockwell C. give. This special treatment naturally also extends to the steel pliers parts and the cutting blades. After the last hardening process, the tool is ground or
Finished, so that in particular the attack surfaces for the workpiece, such as the blades 12 and 13, have this finish.
By using the method described above, a high-quality hand tool is produced that has previously unattainable functional properties. The tool produced by this method can be used without lubrication and yet has all the desirable properties of a tool that was produced by conventional means. When the tool is lubricated and held together by a hardened beryllium-copper rivet, it will last much longer than an all-steel tool.
With regard to the shape and arrangement of the details or proportions, and even with regard to certain changes in the material composition and in the manufacture, many modifications are in the. Framework men of the invention conceivable.