DD157022A1

DD157022A1 - Verfahren zum pruefen von feinstschneiden und nadeln

Info

Publication number: DD157022A1
Application number: DD22687881A
Authority: DD
Inventors: Manfred Rost; Jochen Horn; Horst Geier
Original assignee: Manfred Rost; Jochen Horn; Horst Geier
Priority date: 1981-01-08
Filing date: 1981-01-08
Publication date: 1982-10-06

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Pruefen von Feinstschneiden und Nadeln, insbesondere zur Beurteilung der Qualitaet und des Verschleissverhaltens. Ziel ist die Verbesserung der Pruefverfahren der genannten Gueter in der Weise, dass aus der Pruefung unmittelbar Rueckschluesse fuer die Fertigung hinsichtlich des Einflusses auf die Gebrauchseigenschaften gezogen werden koennen. Erfindungsgemaess wird eine Schneide bzw. Spitze des Prueflings mit konstanter Geschwindigkeit senkrecht in einen Pruefwerkstoff eingedrueckt, die dafuer benoetigte Kraft in Abhaengigkeit von der Eindringtiefe gemessen und ein charakteristischer Wert daraus als Qualitaetsparameter ausgewertet. Zur Bestimmung des Verschleissverhaltens dient die Veraenderung eines charakteristischen Wertes in Abhaengigkeit von der Eindringhaeufigkeit. Die Auswertungen erfolgen an einem Kraft-Weg-Diagramm. Als Pruefwerkstoff wird ein Faservlies verwendet. Anwendungsgebiet: Pruefen von Rasierklingenschneiden, Nadeln und nadelaehnlichen Werkzeugen.

Description

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Titel der Erfindung

Verfahren sum Prüfen von Feinstschneiden und Nadeln

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen von Feinstßchneiden und !Tadeln, insbesondere zur Beurteilung der Qualität und des Verschleißverhaltens _? beispielsweise von Rasierklingenschneiden und Nadeln und anderen nadelähnlichen Werkzeugen«,

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Bei der Prüfung von Feinstschneiden, Nadeln und anderen nadelähnlichen Werkzeugen herrschen derzeit wegen Fehlens geeigneter und vor allem für die Beurteilung aussagefähiger technischer Verfahren optische Methoden vor. So ist es gebräuchlich, in der Rasierklingenfertigung die Winkel der einzelnen Schneidenfacetten, die Geradheit und die Sauberkeit der Schneiden als Qualitätsmerkmal zu werten. Diese Methoden liefern nur unsichere Qualitätsangaben, da sie keine technischen Werte ergeben und die Meßwerte in keinem unmittelbaren Zusammenhang mit den realen Einsatzbedingungen von Rasierklingen stehen. Ss bestehen dabei auch keine ausreichenden Vergleichsmögliehkeiten der Ergebnisse_β

Zum Prüfen der Schneidfähigkeit und der Schneidhaltigkeit von Messerschneiden sind eine Reihe von Verfahren entwickelt worden. Diese beruhen aber alle auf einem ziehenden Schnitt und sind daher aufgrund der von der üblichen Form des Gebrauches der Feinstschneiden, bei denen der Schnitt in erster Linie unter Druck erfolgt, für deren Prüfung nicht geeignet. Hinzu kommt, daß die Prüfverfahren für Messerschneiden auf größere

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Kräfte abgestimmt und daher für Feinstschneiden zu grob und zu ungenau sind.

Bekannt ist auch ein praktischer Versuch für die Beurteilung der Schneidfähigkeit von Rasierklinge^ indem diese gegen ein einseitig befestigtes Haar geführt v/erden. Eine Klinge gilt als scharf j wenn das Haar glatt ^irchschnitten wird, ohne daß es sich dabei umlegt«, Wegen des Einflusses der Entfernuüg der Schnittstelle von der Befestigung auf das Ergebnis gibt auch dieser Versuch Iceine eindeutige und vergleichbare Aussage, selbst darm nicht» wenn die Schnittstelle möglichst nah an den Befestigimgspunkt gelegt wird«

ins der Veröffentlichung "Forschungsberichte des Landes Kordrhein - Westfalen" Nr « IfKW ist ein speziell zur Prüfung von Basierklingen entwickeltes Verfahren bekannt geworden. Hierbei wird ein endloser Materialstreifen geringer Dicke, ζ «Β«, Papier oder Kunststoffolie.» mit konstanter Geschwindigkeit von einer Basierklinge getrennt, wobei der Streifen nach dem Trennen zur Vermeidung von Störeinflüssen etwa im Anschliffwinkel der Schneide gespreizt wird. Die zum Trennen notwendige Schnittkraft wird als sog« Ibstumpfungskurve über dem Schnittweg aufgetragen und dient als Qualitätskriteriiim.

Es ist festgestellt worden_s daß dieses Prüfverfahren den Vorgang bei der Rasur nur ungenügend simuliert. Während die Prüfung mit ununterbrochenem Schnitt arbeitet, erfolgt bei der Rasur nach jedem Durchtrennen eines Haares ein neuer Anschnitt, und dieser auch nicht immer senkrecht. Außerdem ist bei der Rasur nahezu die gesamte Klingenlänge in Beanspruchung,, wenn auch mit unterschiedlichem Grad. Hingegen erfolgt die oben dargestellte Prüfung immer nur an einer einzelnen Stelle» Das Prüfen an mehreren, über die gesamte Klingenlänge verteilten Stellen Ist mit einem unvertretbar hohen Aufwand an Prüfstreifen und Zeit verbunden und daher unwirtschaftlich.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die Verbesserung des Prüfverfahrens für Peinstschneiden und Nadeln in der Weise _s daß aus seiner Anwendung unmittelbar Rückschlüsse für die Fertigung hinsichtlich

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des Einflusses auf die Gebrauchseigenschaften dieser Artikel gezogen werden können.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum ..... Prüfen von feinstschneiden und Nadeln zu schaffen, das den tatsächlichen Anwendungsbedingungen weitgehendst angenähert ist j das in kürzester Zeit vergleichbare objektive Aussagen zur Qualität und zum Verschleißverhalten gibt und das zur ständigen Überwachung der Fertigung geeignet ist.

Erfindungsgemaß wird eine Schneide bzw. Spitze des Prüflings mit konstanter Geschvn.ndig.keit senkrecht in einen Prüfwerkstoff eingedrückt. Die für das Eindringen benötigte Kraft wird in Abhängigkeit von der ELndringtiefe durch voneinander unabhängige Kraft- und Wegaufnehmer gemessen, und ein charakteristischer Wert der Kraft-Weg-Abhängigkeit wird als Qualitätsparameter ausgewertet. Zur Bestimmung des Verschleißverhaltens eines Prüflings dient die Veränderung eines charakteristischen Wertes in Abhängigkeit von der Eindringhäufigkeit, wobei jeses Eindringen in einen noch nicht für die Prüfung benutzten Bereich des Prüfwerkstoffes erfolgt. Dabei kann. zeitweise oder dauernd ein korrosives Medium auf den Prüfling einwirken. Die Registrierung der Eraft-vYeg-Abhängigkeit erfolgt rein elektronisch oder vorteilhaft mittels eines X-T-Schreibers, so daß unmittelbar das Kraft-Weg-Diagramm vorliegt. Danach kann als Qualitätsparameter die durch den Flächeninhalt des Diagrammes oder durch Teile desselben charakterisierte Eindringarbeit ausgewertet werden* Aufschlüsse über die Qualität eines Prüflings können weiterhin die Kraft für den Einschnitts die Kraft beim Durchschneiden, der Mittelwert aus beiden oder der Kraftgradient zwischen Einschnitt und Durchschnitt geben. Die Bestimmung ist aus der Veränderung der vorgenannten Qaalitätsparameter in Abhängigkeit von der Eindringhäufigkeit möglich, axe Annäherung der Prüfung an die Einsatzbedingungen v/ird speziell für .Rasierklingen als Prüfwerkstoff mit Wasser angefeuchteter Filterkarton verwendet.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachstehend an einem

naher erläutert. Speziell die Auswertung wird dabei an Hand Ton Diagrammen, dargelegt« Es zeigen

Fig. 1 ein schematisches Kraft~Weg-»Diagramm von unbeschichteten Rasierklingen oder von 3?olgesc !mitten einer PTFE-beschichteten Easierklingenschneide;

Fig_e 2 ein schematisehes Eraft-Weg-Diagramia des ersten Schnittes einer PTFE»beschichteten Rasierklingenschneide.

Eine mittels einer Vorrichtung senla?echt und mit ihrer Schneide parallel' zur Oberfläche eines Prüfwerkstoffes geführte Rasierklinge wird mit konstanter Geschwindigkeit von etwa 0,05 mm/s bis ku einer bestimmten Tiefe,₉ beispielsweise etwa 3 ehu? in den Prüf werkstoff eingedrückt« Vorteilhaft wird ein ebener Prüfwerkstoff verwendet_t unter dem sich eine Schnittplatte und im Weg der Schneide ein Schnittspalt mit mindestens der Breite der doppelten Rasierklingendicke befindet* Als Prüf werkstoff selbst dient ein Paservlies._f dessen Fasern etwa der durchschnittlichen Dicke eines Barthaares entsprechen und die innerhalb des Vlieses ungeordnet liegen sollten. In der Praxis hat sich als Prüfwerkstoff beispielsweise Filterkarton bewährt, der zur weitestgehenden Annäherung der Prüfbedingungen an die Gebrauchsbedinguxxgen mit Wasser angefeuchtet ist. Zum Erreichen der erforderlichen Dicke kann dieser in mehreren Lagen angeord~ net sein»

Die für das Bindringen benotigte Kraft wird in Abhängigkeit von der Eindringtiefe mittels eines X-T- Schreibers aufgezeichnet* Es entstehen dabei charakteristische Diagramme für die Kraft~Weg-~Abhängigkeit_s die für die Bestellung der Qualität der Rasierklingenschneide ausgewertet werden können. Für eine unbeschichtete Rasierklinge entsteht ein durch die Punkte A_P B., C, D gekennzeichnetes Diagramm nach Fig. 1. Darin kennzeichnet eier Ansteigende Teil A-B die wachsende Flächenpressung beim Einschnitts bis dieser beim Punkt B erfolgt ist. Mit weiterem Eindringen steigt die Schnittkraft leicht an» etwa bedingt durch die zunehmende Verdrängung des Prüfwerkstoffes infolge der Keilwirkung der Schneide, bis beim Punkt 0 das Durchschneiden, des Prüfwerkstoffes erfolgt ist und die Schnittkraft bis

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zum Punkt D abfällt.

Damit gibt die von den Punkten A, B, G, D eingeschlossene Fläche die für das Durchschneiden des Prüfwerkstoffes erforderliche Arbeit an, die abhängig ist von der Güte der Rasierklingenschneide.· Sie beträgt für eine gute Rasierklinge unter den eingangs angegebenen Bedingungen etwa 3° "bis 40 Nm. Für schlecht polierte, schlecht beschichtete oder abgenutzte Schneiden ergibt sich ein bis zum Fünffachen größerer Wert» Wegen der Kurzen Prüfzeit und der schnellen Auswertungsmöglichkeit eignet sich dieses Prüfverfahren auch zum Einsatz in der Fertigungskontrolle, da unmittelbar Rückschlüsse auf einzelne Schritte der Produktion, v/ie z.B. Schleifen, Polieren und die Schneidengeometrie gezogen werden können. Eine Bewertung der Basierklingenqualität ist auch mittels der Größe der Einschnittkraft Fg, der Durchschnittkraft F_G, dem Mittelwert aus beiden oder dem Eraftgrad'ienten dF/dx über der Strecke B-C möglich., wobei die jeweils größeren Werte für die schlechtere Rasierklingenschneide gelten.

Die hier beschriebenen Verhältnisse gelten auch, wenn zur Prüfung des Verschleißverhaltens die gleiche Rasierklinge mehrfach in den Prüfwerkstoff eingedrückt wird» Zum Erreichen vergleichbarer Werte ist dafür jedoch immer ein noch unbenutzter Bereich des Prüfwerkstoffes zu benutzen.

Das Prüfverfahren ermöglicht die Eontrolle der Beschichtung auf den Schneiden anhand des sich bei der Prüfung PTFE-bescMchteter Rasierklingen für den ersten Schnitt ergebenden Diagrammes nach Fig. 2. Dieses entsteht dadurch, daß beim Anschneiden zunächst der auf der Schneidkante vorhandene PTFE-Belag zu durchschneiden ist, der wegen der geometrischen Verhältnisse an der Schneidkante eine größere Flächenpressung, bezogen auf die Schneidkante, verursachte Dadurch entsteht der durch die Punkte Bj B^x~, B^yjK: begrenzte Teil des Diagrammes. Dieser läßt seinerseits eine Beurteilung der PTFE-Beschichtung und der dazu eingesetzten Verfahren zu» Bs hat sich gezeigt, daß beispielsweise übersinterte PTFE-Beläge um ein Mehrfaches größere Flächen B, B⁵⁵¹J B^ ergeben als normal gesinterte. Aus dem Abstand der Punkt B, B^ läßt sich außerdem die Dicke der PTFE-Beschich-

tung bestimmen. Folgeschnitte beschichteter Rasierklingen ergeben wiederum Diagramme nach Fig. 1*

"Bs sei noch darauf verwiesen» daß bei der Bestimmung des VerschleißVerhaltens zeitweise oder dauernd mindestens ein korrosives oder aggressives 'Medium auf den Prüfling einwirken kann* damit werden die Prüfbedingungen den Einsatzbedingungen v/eiter angenähert.

Zur Prüfung von Nadeln oder anderen nadelähnlichen Werkzeugen werden entsprechend den jeweiligen Einsatzbedingungen als Prüfwerkstoff Leder_s Gewebe., Kunststoffolie oder andere Stoffe ein» gesetzt» Die übrigen Bedingungen sind dabei analog anzuwenden«, Demgemäß erfolgt auch die Auswertung analog dem beschriebenen Ausführungsbeispiel.

Claims

— π «- Erfindungsanspruch

1. Verfahren zum Prüfen von Feinstschneiden und Nadeln unter

Verwendung .von Einrichtungen zur definierten Bewegung des Prüflings, zur Kraftmessung und Wegmessung sowie unter Benutzung eines Prüfwerkstoffes mit definierten Eigenschaften, gekennzeichnet dadurch, daß eine Schneide bzw. Spitze des Prüflings mit konstanter Geschwindigkeit vorzugsweise senkrecht in den Prüf werkstoff eindringt, wobei die für das Eindringen benötigte Kraft in Abhängigkeit von der Sindringtiefe gemessen und mindestens ein charakteristischer Wert der gemessenen Kraft~Weg~Anhängigkeit als Qualitätsparameter ausgewertet wird.

2« Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß zur Bestimmung des VerschleiSverhaltens eines Prüflings die Veränderung eines charakteristischen Wertes der Eraft-Weg-Abhängigkeit des Sindringvorganges als Funktion der Eindringhäufigkeit ausgewertet wird, wobei jedes Sindringen in einen noch nicht für die Prüfung benutzten Bereich des Prüf;verkstoffes erfolgt.

3. Verfahren nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß zur Bestimmung des Verse hl eißverhaltens zeitweise oder dauernd mindestens ein korrosives oder aggressives Medium auf den Prüfling einwirkt. ' *

4* Verfahren nach einem der Punkte 1 bis 3» gekennzeichnet dadurch, daß die Messung der Kraft-Weg-Abhängigkeit anharxl eines mittels eines X-X- Schreibers aufgezeichneten Er aft-Weg-Diagr amines erfolgt.

5. Verfahren nach Punkt 4, gekennzeichnet dadurchj daß als Qualitätsparameter die durch den Flächeninhalt des Diagrammes A, B, G, D (Fig, 1; Fig. 2) oder Teile desselben charakterisierte Eindring arbeit ausgewertet wird.

6. Verfahren nach Punkt 4, gekennzeichnet dadurch, daß als Qua-

litätsparameter die Eindringkraft F-g "bzw· F^x, die Durchscbnittkraft E¹Qj der Mittelwert aus "beiden oder der Kraftgradient dF/dx über der Strecke B-C des Kraft-Weg Diagram·» mes ausgewertet ?/erden_e

Verfahren nach Punkt 4_S gekennzeichnet dadurch, daß zur Bestimmung des Verse hl eißverhaltens die Veränderungen der Qualitätsparameter in. Abhängigkeit_von der Eindringhäufigkeit ausgewertet werden.

Verfahren nach einem der Punkte 1 "bis 7» gekennzeichnet dadurch _s daß als Prüfwerkstoff für Rasierklingen mit Wasser angefeuchteter Filterkarton verwendet wird«,

Zeichnungen