DE102004043157A1

DE102004043157A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Schleifbearbeitung eines Schneidwerkzeuges, insbesondere eines Messers

Info

Publication number: DE102004043157A1
Application number: DE102004043157A
Authority: DE
Inventors: Andreas Dr. Gross
Original assignee: Zwilling JA Henckels AG; Heinz Berger Maschinenfabrik GmbH and Co
Current assignee: Zwilling JA Henckels AG
Priority date: 2004-09-03
Filing date: 2004-09-03
Publication date: 2006-03-09
Also published as: EP1791677A1; CN101052496A; DE102004063974A1; US20080188164A1; WO2006024536A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Schleifbearbeitung eines Schneidwerkzeuges, insbesondere eines Messers. Um ein Verfahren zu schaffen, das die Ausbildung individueller Blatt- oder Klingengeometrie erlaubt und zudem vergleichsweise wenig kostenaufwendig durchführbar ist, wird mit der Erfindung ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem das Schneidwerkzeug mit der Wirkoberfläche einer Schleifeinrichtung in Kontakt gebracht wird, wobei das Schneidwerkzeug und die Schleifeinrichtung in wenigstens drei Freiheitsgraden relativ zueinander bewegt werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Schleifbearbeitung eines Schneidwerkzeuges, insbesondere eines Messers.
Bekanntermaßen ist das Blatt oder die Klinge eines Schneidwerkzeuges mittels Schleifen endzubearbeiten. Durch einen solchen Schleifvorgang erhält das Blatt des Schneidwerkzeuges nicht nur seine letztendliche Form, auch wird die Oberflächenbeschaffenheit des Blattes oder der Klingenschneide endfertig eingestellt.
Im Sinne der Erfindung sind unter Schneidwerkzeuge insbesondere Messer zu verstehen. Aber auch andere Schneidwerkzeuge, wie zum Beispiel Scheren, sind vom erfindungsgemäßen Verfahren mitumfaßt.
Der Begriff „Messer" ist im Sinne der Erfindung in seiner allgemeinen Form zu verstehen und umfaßt unterschiedlichste Messertypen, wie zum Beispiel Küchenmesser, Kochmesser, Fischmesser, Fleischmesser, Ausbeiner, Hackmesser usw., wobei diese Aufzählung nicht abschließend ist.
Gemäß dem aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren zur Schleifbearbeitung erhalten hochwertige Messer ihr Klingenfinish durch einen zweistufigen Schleifprozeß. Im ersten Schritt wird das Blatt oder die Klinge des Messers nacheinander auf der linken und der rechten Seite geschliffen, so daß ein doppelt konischer Querschnitt entsteht. Im Rahmen des Schleifvorgangs werden bestimmte Sollmaße, betreffend beispielsweise die Rückenstärke oder die Watenstärke, eingestellt. Als Schleifwerkzeug kommen sogenannte Topfscheiben, bei denen der Schleifwerkstoff in Form eines Rings ausgebildet ist, in einem Durchmesser von 450 mm bis 710 mm je nach Messergröße zum Einsatz. Die Topfscheibe besitzt eine Anfasung, so daß das Messer zum Lot der Schleifscheibenachse unter einem bestimmten Winkel geneigt ist. Resultierend aus dieser Geometrieanordnung ist der Schliff der beiden Blattseiten in Abhängigkeit vom Durchmesser der Scheibe leicht ballig. Die Geometrie des Blattes in Längsrichtung wird ebenfalls durch die Schleifscheibengeometrie zwingend vorgegeben. Diese aus dem Stand der Technik bekannte Anordnung ist unter anderem deshalb sinnvoll, um trotz dünn ausgeschliffener Wate eine gewisse Stabilität der Klinge gegen Biegung herzustellen. Diese Biegesteifigkeit stellt sich somit zwangsweise aus der räumlichen Anordnung des Messers und der Schleifscheibengeometrie ein.
In einem zweiten Schritt wird dann mit ähnlicher Geometrie das Blatt auf beiden Seiten gepliestet. „Gepliestet" bedeutet, daß mit einem feineren Schleifkorn die Oberflächenrauhheit der im ersten Schritt geschliffenen Blattseiten eingeebnet wird. Die Rauhheitskennwerte sinken infolge des Pliestens von ca. 10 μ auf ca. 2 μ. Durch die Überlagerung des Schliffbildes mit dem Pliestbild entsteht eine Oberflächenbeschaffenheit, die sich durch eine Erhöhung des Korrosionswiderstandes der Blattoberfläche aufgrund geringerer Oberflächenrauhigkeiten auszeichnet.
Durch den aus dem Stand der Technik bekannten zweistufigen Prozeß, der vorzugsweise auf robotergestützten Maschinen durchgeführt wird, werden in nachteiliger Weise sowohl Investitionsmittel für die Maschinen als auch Kosten in Bezug auf Maschinenbedienung, Schleifmittelverbrauch, Kühlmittelversorgung, Stellfläche sowie entsprechend hohe Totzeiten durch Mehrfachrüstgänge verursacht. Zudem ist es mit der aus dem Stand der Technik bekannten Anordnung nicht möglich, unterschiedliche Blatt- oder Klingengeometrien individuell auszubilden. Außerdem ist der Verfahrensschritt des Pliestens in hohem Maße Schmutz verursachend, was ein aufwendiges Reinigen sowohl der Maschinen als auch der fertig bearbeiteten Schneidwerkzeuge erforderlich macht.
Ausgehend vom vorbeschriebenen Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Schleifbearbeitung eines Schneidwerkzeuges, insbesondere eines Messers zur Verfügung zu stellen, das die Ausbildung individueller Blatt- oder Klingengeometrien erlaubt und zudem vergleichsweise weniger kostenaufwendig ist. Zudem soll mit der Erfindung eine Vorrichtung zur Schleifbearbeitung des Blattes eines Schneidwerkzeuges, insbesondere eines Messers, vorgeschlagen werden.
Zur Lösung der vorgenannten Aufgabe wird verfahrensseitig vorgeschlagen ein Verfahren zur Schleifbearbeitung eines Schneidwerkzeuges, insbesondere eines Messers, bei dem das Schneidwerkzeug mit der Wirkoberfläche einer Schleifeinrichtung in Kontakt gebracht wird, wobei das Schneidwerkzeug und die Schleifeinrichtung in wenigstens drei Freiheitsgraden relativ zueinander bewegt werden.
Die erfindungsgemäße Verfahrensdurchführung erlaubt in vorteilhafter Weise die Ausbildung beliebiger Schneidwerkzeugsgeometrien, das heißt Blatt- und/oder Klingengeometrie. Zudem kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Endbearbeitung des Schneidwerkzeuges durchgeführt werden, so daß der gemäß den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren notwendige Verfahrensschritt des Pliestens vollständig entfallen kann. Zudem kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine im Vergleich zum Stand der Technik äußerst kurze Verfahrens-, das heißt Bearbeitungszeit erreicht werden, so daß das erfindungsgemäße Verfahren äußerst effektiv ist. So haben Versuche gezeigt, daß mit dem erfindungsgemäßen Verfahren Bearbeitungszeitverkürzungen um 50% erreichbar sind.
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß das Schneidwerkzeug und die Schleifeinrichtung in wenigstens drei Freiheitsgraden relativ zueinander bewegt werden. Je nach eingesetzter Vorrichtung kann dies auf unterschiedliche Weisen erreicht werden. So kann beispielsweise vorgesehen sein, daß das Schneidwerkzeug keinerlei Bewegung durchführt. In diesem Fall bewegt sich die Schleifeinrichtung rotatorisch um eine Drehachse einerseits und in wenigstens zwei quer zueinanderstehenden Richtungen translatorisch andererseits. In Überlagerung dieser drei Bewegungen der Schleifeinrichtung kann das Schneidwerkzeug zur Ausbildung einer individuell vorgebbaren, das heißt beliebig vorgebbaren Schleifgeometrie bearbeitet werden.
Alternativ zur vorbeschriebenen Verfahrensdurchführung kann auch vorgesehen sein, daß die Schleifeinrichtung stillsteht, das heißt sich nicht bewegt. In diesem Fall wird das Schneidwerkzeug sowohl rotatorisch um eine Drehachse als auch translatorisch in zwei quer zueinanderstehenden Bewegungsrichtungen bewegt. In Kombination dieser vom Schneidwerkzeug durchgeführten Bewegung steht im Ergebnis gleichfalls ein in seiner Geometrie individuell, das heißt beliebig ausgebildetes Schneidwerkzeug.
In einer dritten alternativen Ausgestaltungsform der Erfindung werden sowohl das Schneidwerkzeug als auch die Schleifeinrichtung bewegt. Dabei werden sowohl das Schneidwerkzeug als auch die Schleifeinrichtung vorzugsweise rotatorisch um eine jeweils zugeordnete Rotationsachse bewegt. Zudem werden sowohl das Schneidwerkzeug als auch die Schleifeinrichtung translatorisch bewegt, wobei vorgesehen sein kann, daß die Schleifeinrichtung in Richtung einer ersten Bewegungsrichtung translatorisch bewegt wird und das Schneidwerkzeug in einer zweiten Bewegungsrichtung translatorisch bewegt wird, wobei erste und zweite Bewegungsrichtung quer, vorzugsweise orthogonal zueinander stehen. Auch kann vorgesehen sein, daß sowohl das Schneidwerkzeug als auch die Schleifeinrichtung jeweils in zwei quer zueinanderstehenden Bewegungsrichtungen translatorisch bewegt werden.
Entscheidend ist für das erfindungsgemäße Verfahren, daß Schleifeinrichtung und Schneidwerkzeug unabhängig voneinander bewegt werden, wobei in Überlagerung der von der Schleifeinrichtung und/oder des Schneidwerkzeuges durchgeführten Relativbewegungen eine Schleifendgeometrie des Schneidwerkzeuges individuell, das heißt beliebig vorgebbar erzeugt wird. In diesem Sinne bedeutet der Begriff „Freiheitsgrad" der sich in Überlagerung der möglichen Bewegungen von Schneidwerkzeug einerseits und Schleifeinrichtung andererseits ergebende relative Freiheitsgrad.
Wie vorstehend bereits angedeutet, kann die sich zwischen Wirkoberfläche der Schleifeinrichtung und zu bearbeitende Oberfläche des Schneidwerkzeuges ergebende Relativbewegung auf unterschiedliche Weise erzeugt werden. So kann vorgesehen sein, daß die Schleifeinrichtung rotatorisch und/oder translatorisch bewegt wird. Auch kann vorgesehen sein, daß das Schneidwerkzeug rotatorisch und/oder translatorisch bewegt wird. In welcher Kombination diese möglichen Bewegungen überlagert werden, ist für die Erfindung nicht wesentlich. Allein kommt es darauf an, daß die Schleifeinrichtung und das Schneidwerkzeug rotatorisch bzw. translatorisch so bewegt werden, daß im Ergebnis eine Bewegungsüberlagerung steht, die dazu geeignet ist, die gewünschte Schneidwerkzeuggeometrie, insbesondere Blattgeometrie auszubilden. Zu diesem Zwecke ist gemäß einem besonderen Merkmal der Erfindung vorgesehen, daß sowohl die Schleifeinrichtung als auch das Schneidwerkzeug rotatorisch angetrieben werden, und zwar gleichsinnig. Ferner ist die Schleifeinrichtung in einer quer zur Bewegungsrichtung des Schneidwerkzeuges liegenden Richtung translatorisch bewegbar. Zur Ausbildung besonderer Blattgeometrien kann darüber hinaus vorgesehen sein, daß das Schneidwerkzeug um eine weitere Rotationsachse rotatorisch bewegt wird. Der Phantasie sind insoweit keine Grenzen gesetzt.
Gemäß einer besonderen Ausgestaltung wird mit der Erfindung ein Verfahren vorgesehen, bei dem das in einer Halteeinrichtung eingespannte Schneidwerkzeug mit einer seiner zu bearbeitenden Blattseiten an einer drehbar angeordneten Schleifeinrichtung vorbeigeführt wird, bei dem die Wirkoberfläche der Schleifeinrichtung mit der zu bearbeitenden Blattseite des Schneidwerkzeuges im wesentlichen in Linienberührung gebracht und die Schleifeinrichtung in Abhängigkeit der zu erzeugenden Blattgeometrie translatorisch quer zu ihrer Drehachse verfahren wird.
Gemäß dieser Verfahrensdurchführung wird die zu bearbeitende Blattseite des in einer Halteeinrichtung eingespannten Schneidwerkzeuges in einer Verfahrbewegung an der Wirkoberfläche der Schleifeinrichtung vorbeigeführt. Die Schleifeinrichtung ist beispielsweise nach Art eines rotierenden Zylinders, vorzugsweise ringförmig ausgebildet, wobei die stirnseitige Oberfläche des ringförmigen Zylinders als Wirkoberfläche das Schleifmittel aufweist. Die Wirkoberfläche der Schleifeinrichtung wird im Zuge des Vorbeiführens der zu bearbeitenden Blattseite mit dieser im wesentlichen in Linienberührung gebracht.
Die Halteeinrichtung und die Schleifeinrichtung werden so angetrieben, daß die Linienberührung zwischen zu bearbeitendem Blatt einerseits und Schleifeinrichtung andererseits im Zuge der Verfahrensdurchführung in einer quer zur Längserstreckung des Blattes liegenden Richtung über die Oberfläche der zu bearbeitenden Blattseite wandert. Vorzugsweise rechnergesteuert wird die Schleifeinrichtung und/oder die Halteeinrichtung im Rahmen der Verfahrensdurchführung in Abhängigkeit der zu erzeugenden Blattgeometrie translatorisch quer zur Drehachse der Schleifeinrichtung verfahren, das heißt die Schleifeinrichtung und/oder die Halteeinrichtung werden in Richtung der zu bearbeitenden Blattseite oder in entgegengesetzter Richtung hin- und herbewegt. In Überlagerung dieser translatorischen Bewegung der Schleifeinrichtung mit der Bewegung der Halteeinrichtung kann eine wunschgemäße Blattgeometrie in vorteilhafter Weise erzeugt werden.
Gemäß einer ersten Alternative der vorbeschriebenen Verfahrensdurchführung ist vorgesehen, daß die Halteeinrichtung drehbar ausgebildet ist und daß das Schneidwerkzeug auf wenigstens einer teilkreisförmigen Bahn an der Schleifeinrichtung, d. h. der Wirkoberfläche der Schleifeinrichtung vorbeigeführt wird. Sowohl die Halteeinrichtung als auch die Schleifeinrichtung sind gemäß dieser Ausführungsform drehbar ausgebildet. Dabei werden die Halteeinrichtung und die Schleifeinrichtung vorzugsweise gleichsinnig angetrieben, so daß die Schleifeinrichtung und das von der Halteeinrichtung getragene Schneidwerkzeug im Bereich ihrer Linienberührung eine gegenläufige Relativbewegung ausführen.
Im Zuge der Verfahrensdurchführung wird zunächst der Bereich der späteren Wate der zu bearbeitenden Blattseite mit der Wirkoberfläche der Schleifeinrichtung in Linienberührung gebracht. Um eine möglichst scharte, das heißt dünne Wate ausbilden zu können, ist die Schleifeinrichtung vergleichsweise nahe der zu bearbeitenden Blattseite nebengeordnet. Im weiteren Verfahrensablauf wird die zu bearbeitende Blattseite unter Beibehaltung der Linienberührung an der Wirkoberfläche der Schleifeinrichtung vorbeigeführt. Zur Ausbildung beispielsweise einer balligen Blattgeometrie wird die Schleifeinrichtung im Zuge des Vorbeiführens an der zu bearbeitenden Blattseite translatorisch quer zu ihrer Drehachse in einer von der zu bearbeitenden Blattseite weg weisenden Richtung verfahren. Im Zuge dieser Verfahrensdurchführung entsteht eine Blattgeometrie mit dünn ausgeschliffener Wate und einem im übrigen vergleichsweise dick ausgeschliffenem Blatt- oder Klingenkörper.
Das vorbeschriebene Verfahren hat den Vorteil, daß je nach Zustellbewegung der Schleifeinrichtung und/oder der Halteeinrichtung beliebige Blattgeometrien ausgebildet werden können. Anders als aus dem Stand der Technik vorbekannt, können nicht nur ballige Blattgeometrien ausgebildet werden, vielmehr ist es möglich, beliebige Blattgeometrien zu schaffen. So können beispielsweise im Querschnitt spitz oder stumpf zulaufende Keilgeometrien, Trapezgeometrien oder sonstwie geartete Geometrien erzeugt werden. Zudem ist es möglich, den Übergang zwischen Blattseite und Blattrücken beispielsweise in Form einer Abrundung zu bearbeiten. Derartige Bearbeitungsmöglichkeiten sind mit dem aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren zur Schleifbearbeitung nicht möglich.
Zudem ist von Vorteil, daß eine verschleißbedingte Abnutzung der Schleifeinrichtung durch eine translatorische Verstellbewegung quer zur Drehachse der Schleifeinrichtung kompensiert werden kann. Das Schleifergebnis wird mithin nicht durch die verschleißbedingte Abnutzung der Schleifeinrichtung beeinträchtigt. Zustellbewegung und Verstellbewegung der Schleifeinrichtung werden im Rahmen der Verfahrensdurchführung zu einer Gesamtbewegung überlagert, so daß unabhängig von einer verschleißbedingten Abnutzung der Schleifeinrichtung ein immer gleiches Schleifergebnis erreicht wird.
Von Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist des weiteren, daß nicht nur kontinuierlich verlaufende Blattgeometrien ausgebildet werden können. Auch ist es möglich, in Quer- oder Längsrichtung des Blattes verlaufende Sichtkanten auszubilden. Diese Sichtkanten ergeben sich als Folge einer bereichsweise stärkeren Materialdichte und bewirken in technischer Hinsicht eine Versteifung, ähnlich einer Versteifungsrippe oder einer Sicke. Eine solche Ausgestaltung ist insbesondere bei der Ausbildung vergleichsweiser dünner Schneidwerkzeugblätter oder -klingen von Vorteil. Generell gilt nämlich, daß ein vergleichsweise dünn ausgebildetes Blatt ein sehr viel besseres Schneidergebnis als ein dick ausgebildetes Blatt liefert. Dünn ausgebildete Blätter haben jedoch den Nachteil, daß sie ein entsprechend der Blattdicke geringes Biege- und/oder Torsionsflächenmoment aufweisen. Als Folge hiervon neigt ein dünn ausgebildetes Blatt beim Schneidvorgang dazu, sich zu verbiegen, was vom Verwender als nachteilig empfunden wird, denn kann er das Messer insgesamt weniger gut dirigieren. Eine Schleifbearbeitung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren schafft hier Abhilfe. Dieses ermöglicht nämlich die Ausbildung einer außerhalb des Waten-Bereichs liegende Verstärkung, die das Schneidwerkzeugblatt insgesamt versteift, so daß es weniger anfällig für Biege- oder Torsionsbelastungen ist. Vergleichsweise dünn ausgebildete Werkzeugblätter oder -klingen können so über das biaxiale Flächenmoment bzw. das polare Flächenmoment versteift werden. In der Konsequenz können so Messer ausgebildet werden, die aufgrund des vergleichsweise dünn ausgebildeten Blattes gute Schneideigenschaften aufweisen, zugleich aber auch aufgrund ihrer Versteifung sehr formstabil sind. Derartige Messer sind aus dem Stand der Technik bisher nicht bekannt. Auch Klingen mit einem asymmetrischen Querschnitt sind mit diesem Verfahren herstellbar.
Der Übergang zwischen Blattseite und Blattrücken kann mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens nach Belieben, beispielsweise abgerundet, ausgebildet werden. Ermöglicht wird die Schleifbearbeitung des Übergangs zwischen Blattseite und Blattrücken durch eine Zustellbewegung der Schleifeinrichtung in Richtung auf die zu bearbeitende Blattseite, infolgedessen die Blattseite in Richtung auf den Blattrücken bearbeitet wird. Je nach Zustellbewegung kann ein abgerundeter Übergang oder auch ein schräg verlaufender Übergang zwischen Blattseite und Blattrücken ausgebildet werden.
Anders als aus dem Stand der Technik bekannt kann die Schleifeinrichtung mit sehr hoher Drehgeschwindigkeit angetrieben werden. Dies ist deshalb möglich, weil die Schleifeinrichtung anders als aus dem Stand der Technik bekannt nur im wesentlichen in Linienberührung mit der zu bearbeitenden Blattseite gebracht wird. Die beispielsweise als ringförmiger Zylinder ausgebildete Schleifeinrichtung kann deshalb von sehr viel kleinerem Durchmesser als die aus dem Stand der Technik bekannten Topfscheiben sein, was eine sehr viel höhere Drehzahl ermöglicht. Von Vorteil der höheren Drehzahl ist, daß bei Verwendung eines entsprechenden Schleifmittels, das auf der Zylinderaußenoberfläche der Schleifeinrichtung angeordnet ist, die zu bearbeitende Blattseite in einem Verfahrensgang in Pliestqualität geschliffen werden kann. Anders als aus dem Stand der Technik vorbekannt, ist es unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens mithin nicht erforderlich, das Klingen- oder Blattfinish in einem zweistufigen Schleifprozeß durchzuführen. Kostenintensive Umrüstvorgänge können so in vorteilhafter Weise entfallen.
Die Schleifeinrichtung ist vorzugsweise als konisch zulaufender Zylinder ausgebildet. Bedingt durch diese Form der Schleifeinrichtung ergibt sich automatisch eine zur Spitze des Blattes hin verjüngende Blattgeometrie.
Gemäß einer alternativen Ausgestaltungsform ist vorgesehen, daß die Halteeinrichtung in wenigstens zwei quer zueinander stehenden Richtungen translatorisch verfahrbar angeordnet ist und daß das Schneidwerkzeug in einer Überlagerung dieser beiden Bewegungsrichtungen an der Wirkoberfläche der Schleifeinrichtung vorbeigeführt wird. Im Unterschied zur vorbeschriebenen, ersten Alternative ist also die Halteeinrichtung nicht drehbar sondern ausschließlich translatorisch verfahrbar angeordnet. Dabei ist vorgesehen, daß die Halteeinrichtung in wenigstens zwei quer zueinander stehenden Richtungen translatorisch verfahrbar ist, so daß in Überlagerung dieser beiden Bewegungsrichtungen das von der Halteeinrichtung aufgenommene Schneidwerkzeug vorzugsweise auf wenigstens einer teilkreisförmigen Bahn geführt wird. Obgleich also die Halteeinrichtung nicht selbst drehbar angeordnet ist, wird das von der Halteeinrichtung aufgenommene Schneidwerkzeug auf einer vorzugsweise als Kreisbahn, wenigstens teilkreisförmig ausgebildeten Bahn an der Schleifeinrichtung vorbeigeführt, wobei sich diese Bahn in Überlagerung der translatorischen Bewegungen der Halteeinrichtung ergibt. Vorteil dieser Ausgestaltung ist, daß die gesamte Maschinenanlage, das heißt insbesondere die die Halteeinrichtung tragenden Maschinenteile sehr viel steifer ausgebildet werden können. Abweichungen von der gewünschten Schleifgeometrie, die sich unter Umständen infolge einer zu geringen Steifigkeit der gesamten Vorrichtung einstellen könnten, werden so vermieden. Das Schleifergebnis entspricht auch bei einer überlagerten translatorischen Bewegung der Halteeinrichtung demjenigen, wie es sich bei einer drehbar ausgebildeten Halteeinrichtung einstellt, so daß sich auch mit der alternativen Ausgestaltungsform der Erfindung die schon vorbeschriebenen Vorteile erzielen lassen. Welche Verfahrensvariante auch immer gewählt wird, von entscheidender Bedeutung ist allein, daß die Schleifeinrichtung mit der zu bearbeitenden Blattseite des Schneidwerkzeuges im wesentlichen in Linienberührung gebracht und in Abhängigkeit der zu erzeugenden Blattgeometrie translatorisch quer zur Drehachse der Schleifeinrichtung verfahren wird.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß in einer ersten Schleifbearbeitung die eine Blattseite und in einer zweiten Schleifbearbeitung die andere Blattseite in einem Zug endbearbeitet wird. Die zu bearbeitenden Schleifwerkzeuge werden also zunächst zur Bearbeitung der einen Blattseite in die dafür vorgesehene Halteeinrichtung eingespannt. Alsdann wird in der vorbeschriebenen Weise der Schleifprozeß durchgeführt. Ist dieser beendet, werden die Schneidwerkzeuge zwecks Bearbeitung der anderen Blattseite umgespannt und es wird diese, noch unbearbeitete Blattseite in einem weiteren Schleifvorgang bearbeitet.
Ist die Halteeinrichtung gemäß erster Ausführungsvariante der Erfindung drehbar ausgebildet, so kann vorgesehen sein, daß sie darüber hinaus translatorisch quer zu ihrer eigenen Drehachse verfahrbar angeordnet ist. Samt eingespanntem Schneidwerkzeug kann die Halteeinrichtung so zu Beginn einer Schleifbearbeitung an der Schleifeinrichtung herangefahren werden. Die im Rahmen des Schleifprozesses bewirkte Zustellbewegung wird alsdann allein über die translatorisch bewegbare Anordnung der Schleifeinrichtung realisiert. Ist die Halteeinrichtung gemäß zweiter Verfahrensalternative in wenigstens zwei quer zueinander stehenden Richtungen translatorisch verfahrbar angeordnet, so kann die im Rahmen des Schleifvorganges bewegte Zustellbewegung sowohl über die translatorisch bewegbare Anordnung der Schleifeinrichtung als auch über die translatorisch bewegbare Anordnung der Halteeinrichtung erfolgen. Auch eine kombinierte Bewegung von Halteeinrichtung und Schleifeinrichtung ist denkbar.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die Bewegungen von Schleifeinrichtung und/oder Schneidwerkzeug oszillierend durchgeführt werden, und zwar sowohl hinsichtlich der rotatorischen als auch der translatorischen Bewegung. Die Frequenz der oszillierenden Bewegung ist in vorteilhafter Weise einstellbar und kann auch während des Schleifprozesses variiert werden. In Bezug auf die Rotationsbewegung sowohl der Schleifeinrichtung als auch des Schneidwerkzeuges kann in diesem Zusammenhang vorgesehen sein, daß die oszillierende Bewegung um einen bestimmten Winkel durchgeführt wird, die Schleifeinrichtung bzw. das Schneidwerkzeug sozusagen auf und ab bewegt werden. Entsprechendes kann für eine oder mehrere der translatorischen Bewegungen vorgesehen sein, wobei sich dann eine Hin- und Herbewegung ergibt.
Zur Lösung der vorstehend genannten Aufgabe wird vorrichtungsseitig vorgeschlagen, eine Vorrichtung zur Schleifbearbeitung eines Schneidwerkzeuges, insbesondere eines Messers, mit einer Halteeinrichtung für die Aufnahme des zu bearbeitenden Schneidwerkzeuges und einer Schleifeinrichtung, wobei die Halteeinrichtung und die Schleifeinrichtung hinsichtlich wenigstens dreier Freiheitsgrade relativ zueinander verfahrbar angeordnet sind.
Wie schon anhand des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben, besteht die Besonderheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung darin, daß die das zu bearbeitende Schneidwerkzeug aufnehmende Halteeinrichtung relativ zur Schleifeinrichtung bewegbar ist, wobei Halteeinrichtung und Schleifeinrichtung hinsichtlich wenigstens dreier Freiheitsgrade relativ zueinander verfahrbar angeordnet sind. Diese Ausgestaltung ermöglicht es, die Wirkoberfläche der Schleifeinrichtung in jeder beliebigen Stellung relativ zum zu bearbeitenden Schneidwerkzeug zu positionieren. Im Ergebnis kann unter Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine beliebige Schneidwerkzeuggeometrie ausgebildet werden. Insbesondere können die Blattseiten des Schneidwerkzeuges bearbeitet werden, wobei die Ausbildung konvexer, konkaver, prismenförmiger Blattseiten und dergleichen möglich ist. Der Phantasie sind hier keine Grenzen gesetzt. Auch können die Blattseiten mit einer Sichtkante versehen werden, die technisch die Funktion einer Verstärkungsrippe oder -sicke übernimmt. Damit lassen sich auch verhältnismäßig dünn ausgeschliffene Klingen erzeugen, die Dank der Verstärkungsrippe bzw. -sicke ein hohes Biegemoment bzw. Torsionsflächenmoment aufweisen, so daß die Schneidwerkzeuge trotz ihrer verhältnismäßig dünn ausgebildeten Klingengeometrie biege- bzw. torsionssteif sind.
Die Halteeinrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist gemäß einem besonderen Merkmal der Erfindung als Zylinder, vorzugsweise nach Art eines Trommelzylinders ausgebildet. Die Außenoberfläche des Zylinders trägt mehrere Halteelemente zur vorzugsweisen Aufnahme mehrerer zu bearbeitender Schneidwerkzeuge.
Die Halteeinrichtung ist drehbar ausgebildet, wobei im Falle der Ausgestaltung der Halteeinrichtung als Zylinder eine Drehbewegung der Halteeinrichtung um die Längsachse des Zylinders möglich ist. Bei einer Drehbewegung der Halteeinrichtung werden die Schneidwerkzeuge an der Wirkoberfläche der Schleifeinrichtung vorbeigeführt.
Die Schleifeinrichtung ist gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung als ringförmiger Zylinder ausgebildet, wobei die Außenoberfläche des Rings die mit einem Schleifmittel versehene Wirkoberfläche der Schleifeinrichtung ausbildet. Die Schleifeinrichtung ist in einer quer zur Drehachse liegenden Richtung translatorisch verfahrbar ausgebildet, so daß in Überlagerung mit der Verfahrbewegung der Halteeinrichtung ein beliebiger Punkt der Blattoberfläche des Schneidwerkzeuges angefahren werden kann.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß entweder das Schneidwerkzeug oder die Schleifeinrichtung um die jeweilige Drehachse geneigt werden kann. Damit können windschiefe Ausrichtungen zwischen zu bearbeitender Blattseite des Schneidwerkzeuges einerseits und der Wirkoberfläche der Schleifeinrichtung andererseits eingestellt werden. Hiermit lassen sich auf besonders einfache Weise unterschiedliche Klingenbreiten in Längsrichtung des Schneidwerkzeuges ausbilden.
Die Vorrichtung verfügt erfindungsgemäß über eine Rechnereinheit zur Steuerung der rotatorischen und translatorischen Verfahrbewegungen von Halteeinrichtung und/oder Schleifeinrichtung. Der gesamte Schleifprozeß kann mithin rechnergesteuert vollautomatisiert durchgeführt werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung erweist sich gegenüber dem Stand der Technik insbesondere deshalb als vorteilhaft, weil eine Schleifbearbeitung des Schneidwerkzeuges in vergleichsweise kurzer Zeit vorgenommen werden kann. Gegenüber dem Stand der Technik lassen sich mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung Schleifbearbeitungsverkürzungen von bis zu 50% erreichen. Damit erweist sich die erfindungsgemäße Vorrichtung sehr viel effektiver als die aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist darin zu sehen, daß die vorzugsweise als ringförmiger Zylinder ausgebildete Schleifeinrichtung mit vegleichsweiser hoher Drehzahl angetrieben werden kann. Aufgrund dieses Umstandes kann die Wirkoberfläche der Schleifeinrichtung mit einem Schleifmittel feiner Körnung versehen sein. Hierdurch bedingt kann mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung das zu bearbeitende Schneidwerkzeug in nur einem Verfahrensgang endbearbeitet werden. Ein Nachbearbeiten, beispielsweise in Form eines Pliestens, kann vollständig entfallen. Damit erweist sich eine Verfahrensdurchführung unter Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zudem als äußerst kosteneffektiv.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung anhand der nachfolgenden Figuren. Dabei zeigen:
1 in einer schematischen Ansicht von oben das Blatt eines Messers;
2 in einer schematischen Seitenansicht das Blatt eines Messers gemäß 1;
3 eine Prinzipdarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß einer ersten Alternative;
3a eine Prinzipdarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß einer zweiten Alternative;
4 eine schematische Detaildarstellung nach 3;
5 eine geschnittene Ansicht des Messerblattes gemäß Schnittlinie V-V gemäß 2;
6 eine geschnittene Ansicht des Messerblattes gemäß Schnittlinie VI-VI gemäß 2;
7 eine geschnittene Ansicht des Messerblattes gemäß Schnittlinie VII-VII gemäß 2;
8 die beispielhafte Darstellung eines Blattquerschnittes gemäß einer ersten Ausführungsform;
9 die beispielhafte Darstellung eines Blattquerschnittes gemäß einer zweiten Ausführungsform;
10 die beispielhafte Ausgestaltung eines Blattquerschnittes gemäß einer dritten Ausführungsform;
11 die beispielhafte Ausgestaltung eines Blattquerschnittes gemäß einer vierten Ausführungsform;
12a die beispielhafte Ausgestaltung eines Blattquerschnittes gemäß einer fünften Ausführungsform;
12b in Abwandlung zu 12a die beispielhafte Ausgestaltung eines Blattquerschnittes gemäß einer fünften Ausführungsform;
13 eine beispielhafte Darstellung einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer ersten Ausgestaltungsform und
14 in einer beispielhaften Darstellung eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer zweiten Ausgestaltungsform.
Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die erfindungsgemäße Vorrichtung werden beispielhaft anhand der nachfolgenden 1 bis 14 beschrieben. Die Beschreibung ist nicht beschränkend und dient lediglich dem besseren Verständnis der Erfindung. Gleiche Teile sind in den Fign. mit gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt in schematischer Darstellung von oben in einem Teilausschnitt ein Messer 1. Zu erkennen sind das Messerblatt 2 und der sich daran in Längsrichtung auf den in der Fig. nicht dargestellten Messergriff anschließenden Kropf 3. Gebildet sind das Blatt 2 und der Kropf 3 aus einem Stahl, beispielsweise einem legierten Stahl.
2 zeigt das in 1 von oben dargestellte Messer 1 in einer Seitenansicht. Zu erkennen sind auch hier das Messerblatt 2 sowie der sich daran in Längsrichtung 19 anschließende Kropf 3. Wie 2 des weiteren entnommen werden kann, ist die Blattspitze mit 4, der Blattrücken mit 7 und die Schneide, das heißt die Wate, mit 8 bezeichnet.
Zur endfertigen Schleifbearbeitung sowohl der linken als auch der rechten Blattseite dient die in den 3 und 3a in zwei alternativen Ausgestaltungsformen schematisch dargestellte Vorrichtung.
Wie die 3 und 3a zeigen, ist die Vorrichtung aus einer Halteeinrichtung 11 für die Aufnahme der zu bearbeitenden Messer 1 einerseits und einer Schleifeinrichtung 12 andererseits gebildet. Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach 3 ist die Halteeinrichtung 11 als Zylinderkörper ausgebildet, der auf seiner Außenoberfläche in der 3 nicht gezeigte Halteelemente zur Anordnung der Messer 1 aufweist. Die Halteeinrichtung 11 ist drehbar angeordnet und wird im Zuge der Schleifbearbeitung drehend in Drehrichtung 15 angetrieben. Die Halteeinrichtung 11 kann zudem in Bewegungsrichtung 13 translatorisch verfahrbar angeordnet sein.
Die Schleifeinrichtung 12 ist nach Art eines konisch zulaufenden Zylinders ausgebildet, wie insbesondere 4 entnommen werden kann. Die Länge der Schleifeinrichtung 12 in Längsrichtung 19 ist dabei korrespondierend zur Länge des zu bearbeitenden Blattes 2 des Messers 1 ausgebildet, wie gleichfalls 4 entnommen werden kann. Die Schleifeinrichtung 12 ist ebenso wie die Halteeinrichtung 11 drehbar angeordnet, wobei die Schleifeinrichtung 12 in Drehrichtung 16 und die Halteeinrichtung 11 in Drehrichtung 15 angetrieben werden. Dabei drehen Halteeinrichtung 11 und Schleifeinrichtung 12 gleichsinnig, so daß sie im Kontaktbereich gegenläufig sind. Die Schleifeinrichtung 12 ist zudem in Bewegungsrichtung 14 translatorisch verfahrbar angeordnet und kann in Abhängigkeit der wunschgemäß auszubildenden Blattgeometrie in Richtung der Halteeinrichtung 11 bzw. von dieser weg translatorisch verfahren werden. Stirnseitig, das heißt außenumfangsseitig trägt die zylindrisch ausgebildete Schleifeinrichtung 12 ein in der Figur nicht näher dargestelltes Schleifmittel. Die mit dem Schleifmittel versehene Außenoberfläche der Schleifeinrichtung 12 stellt mithin die Wirkoberfläche der Schleifeinrichtung 12 dar.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Schleifbearbeitung wird wie nachfolgend beschrieben durchgeführt:
Die zu bearbeitenden Messer 1 werden zwecks Bearbeitung der ersten Seite des Blattes 2 in die Halteeinrichtung 11 unter Verwendung der an der Halteeinrichtung 11 entsprechend ausgebildeten Halteelemente eingespannt. Sodann werden Halteeinrichtung 11 und Schleifeinrichtung 12 in Drehbewegung versetzt. Die Halteeinrichtung 11 wird mit den daran angeordneten Messern 1 an die Schleifeinrichtung 12 herangefahren. Ein Kontakt zwischen Messer 1 und Schleifeinrichtung 12 ist zu diesem Zeitpunkt noch nicht gegeben.
Infolge der Drehbewegung der Halteeinrichtung 11 werden die daran angeordneten Messer 1 mit ihrer zu bearbeitenden Blattseite auf einer Kreisbahn an der Schleifeinrichtung 12 vorbeigeführt. Zwecks Schleifbearbeitung wird nun die Schleifeinrichtung 12 mit den zu bearbeitenden Blattseiten des Messers 1 in Linienberührung 17 gebracht, zu welchem Zweck die Schleifeinrichtung 12 entsprechend der Bewegungsrichtung 14 in Richtung der Halteeinrichtung 11 verfahren wird. Aufgrund der Drehbewegung der Halteeinrichtung 11 werden die zu bearbeitenden Messer 1 zunächst im Bereich ihrer späteren Wate mit der Schleifeinrichtung 12 in Kontakt gebracht. Während die zu bearbeitenden Blattseiten infolge der Drehbewegung der Halteeinrichtung 11 an der Schleifeinrichtung 12 vorbeigeführt werden, wird diese in Bewegungsrichtung 14 von der Halteeinrichtung 11 translatorisch weg bewegt. Infolge dieser Bewegung der Schleifeinrichtung 12 wird das Blatt 2 mit einer Geometrie versehen, wie sie beispielhaft in den 8 bis 12b dargestellt ist.
Alternativ zur vorbeschriebenen Verfahrensdurchführung kann auch vorgesehen sein, daß die Schleifeinrichtung 12 zusätzlich in Höhenrichtung 23 verfahren wird.
Gemäß einer alternativen Vorrichtungsvariante, die in 3a gezeigt ist, ist die Halteeinrichtung 11 nicht um eine Drehachse 22 rotierbar, sondern in Höhenrichtung 25 sowie in Zustellrichtung 27 translatorisch verfahrbar ausgebildet. Zwecks translatorischer Bewegung in Zustellrichtung 27 verfügt die Halteeinrichtung 11 über eine Zustellachse 26 sowie zwecks Verstellung in Höhenrichtung 25 über eine entsprechende Hochachse 24.
Das von der Halteeinrichtung 11 getragene Messer 1 wird, wie vorstehend schon bereits anhand von 3 beschrieben, auf einer Kreisbahn an der Schleifeinrichtung 12 vorbeibewegt. Diese Kreisbewegung des Messers 1 ergibt sich jedoch im Unterschied zum Ausführungsbeispiel nach 3 nicht dadurch, daß die Halteeinrichtung 11 selbst um eine Drehachse rotiert, sondern vielmehr durch eine Überlagerung der translatorischen Bewegung der Halteeinrichtung 11 in Höhenrichtung 25 und Zustellrichtung 27. Durch die Überlagerung dieser beiden translatorischen Bewegungen wird eine vom Messer 1 durchgeführte Kreisbewegung nachempfunden, so daß sich das schon vorbeschriebene Schleifergebnis in vorteilhafter Weise einstellt. Vorteil der Vorrichtungsalternative nach 3a ist, daß die die Halteeinrichtung 11 aufnehmenden Maschinenteile auf einfache Weise sehr viel steifer ausgebildet werden können. Insofern ist eine Verfahrensdurchführung mit einer Vorrichtung nach der Verfahrensvariante gemäß 3a zu bevorzugen. Entscheidend aber auch bei der Variante nach 3a ist allein, daß eine Bewegung von Schleifeinrichtung 12 einerseits und Halteeinrichtung 11 andererseits derart durchgeführt wird, daß die Schleifeinrichtung 12 und das zu bearbeitende Messer 1 in Linienberührung gebracht werden.
Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß die Blattgeometrie nahezu beliebig ausgebildet werden kann, denn ergibt sich diese allein durch die gewählte Zustellbewegung und den Durchmesser der Schleifeinrichtung 12 in Bewegungsrichtung 14. Je näher die Schleifeinrichtung 12 im Rahmen der Verfahrensdurchführung an die zu bearbeitenden Messer herangeführt wird, desto mehr Material wird abgetragen. Zudem kann über die Zustellbewegung der Schleifeinrichtung 12 die spätere Blattgeometrie genau bestimmt werden, und so können beispielsweise kontinuierlich verlaufende Blattseiten, wie sie beispielsweise in 8 und 9 dargestellt sind, ausgebildet werden. Auch können prismenförmige Blattgeometrien geschaffen werden, wie diese beispielsweise in den 10 und 11 dargestellt sind. Asymmetrische Klingenquerschnitte, so zum Beispiel für Rechts- bzw. Linkshänder, können gleichfalls ausgebildet werden, wie die 12a und 12b zeigen.
Anders als aus dem Stand der Technik bekannt, werden gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren die zu bearbeitenden Blattseiten und die Schleifeinrichtung im wesentlichen nur in Linienberührung gebracht. Eine vollflächige Bearbeitung des Blattes 2 findet nicht statt. Aus den 3 und 3a ist ersichtlich, daß aufgrund der beweglichen Anordnung der Halteeinrichtung 11 die zu bearbeitende Blattseite und die Schleifeinrichtung zunächst im Bereich der späteren Wate 8 des Blattes 2 in Linienberührung gebracht werden. Im weiteren Verfahrensgang wird die Halteeinrichtung 11 an der Schleifeinrichtung vorbeigeführt, infolgedessen die Linienberührung zwischen Blattseite und Schleifeinrichtung in Richtung des Blattrückens nach unten wandert. In Überlagerung dieser Bewegungen wird die Schleifeinrichtung 12, wie vorbeschrieben, in Bewegungsrichtung 14 translatorisch verfahren. Als Folge dieser Bewegungsüberlagerung kann die spätere Materialdicke des Blattes 2 des Messers 1 wunschgemäß eingestellt werden, und zwar über die gesamte Erstreckung des Blattes in Querrichtung.
4 zeigt die schematische Darstellung nach 3 ausschnittsweise in einer Ansicht von oben. Gezeigt ist hier ein Messerblatt 2 sowie die dem Messerblatt 2 nebengeordnete Schleifeinrichtung 12. Die Schleifeinrichtung 12 dreht um die Drehachse 21, wohingegen das Blatt 2 um die durch die Halteeinrichtung 11 definierte Drehachse 22 rotiert. Der besseren Übersichtlichkeit wegen sind in 4 das Messerblatt 2 und die Schleifeinrichtung 12 voneinander beabstandet dargestellt. Im Zuge der Verfahrensdurchführung stehen Messerblatt 2 und Schleifeinrichtung 12 in Linienberührung, wie zuvor anhand 3 beschrieben.
Die Schleifeinrichtung 12 ist als konisch zulaufender Zylinder ausgebildet, wodurch sich automatisch eine Blattgeometrie mit in Richtung der Blattspitze verjüngendem Querschnitt ergibt. Die Zylinderaußenoberfläche 18 der Schleifeinrichtung 12 ist mit Schleifmitteln entsprechender Körnung versehen. Da die Schleifeinrichtung 12 nur in Linienberührung mit dem zu bearbeitenden Blatt 2 steht, kann der äußere Durchmesser der Schleifeinrichtung 12 entsprechend klein ausgebildet werden. Dies ermöglicht eine vergleichsweise hohe Drehgeschwindigkeit der Schleifeinrichtung 12. Aufgrund der vergleichsweisen hohen Drehgeschwindigkeit der Schleifeinrichtung 12 können die auf der Außenoberfläche 18 angeordneten Schleifmittel Partikel sehr kleiner Größe sein. In nur einem Verfahrenszug kann so das Messerblatt 2 geschliffen und gepliest werden. Eine zweistufige Bearbeitung, das heißt zunächst Schleifen und anschließend Pliesen, ist in vorteilhafter Weise nicht erforderlich.
Ist die eine Seite des Blattes 2 gemäß vorbeschriebener Verfahrensdurchführung endbearbeitet, so sind die Messer 1 zwecks Bearbeitung der anderen Blattseite umzuspannen. In der vorbeschriebenen Weise wird dann die zweite Seite des Blattes 2 bearbeitet.
Die 8 bis 12a zeigen in beispielhafter Darstellung mögliche Blattgeometrien. Dabei zeigen die 8 und 9 eine im wesentlichen kontinuierlich verlaufende Blattgeometrie. Beginnend an der dünn zugeschliffenen Wate 8 ist der Verlauf der Blattgeometrie in Richtung Blattrücken im wesentlichen ballig. Die gestrichelte Linie 10 kennzeichnet dabei die Ausgangsgeometrie des unbehandelten Blattes 2.
Die 10 und 11 zeigen eine im Unterschied zu den 8 und 9 nicht kontinuierlich ausgebildete Blattkontur. Gekennzeichnet ist die in den 10 und 11 gezeichnete Blattkontur durch einen als sichtbare Kante 9 wahrnehmbaren Vorsprung. Dieser Vorsprung dient als Verstärkungsrippe oder -sicke und versteift das Blatt 2 gegen Biege- oder Torsionsmomente. Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erlaubte Ausbildung einer Kante 9 ermöglicht es, relativ dünn ausgebildete Blätter 2 zu schaffen, die gleichwohl aber aufgrund ihrer durch die Kante 9 bewirkten Versteifung nicht anfällig gegen Biege- oder Torsionsbeanspruchungen sind. In den 12a und 12b ist eine Variante von 8 dargestellt, bei der ein asymmetrischer Schliff angebracht wurde. Hier werden die Vorteile eines geraden Schliffs mit dem erhöhten Biegeflächenmoment der anderen Seite in Kombination gebracht.
2 zeigt in schematischer Seitenansicht die Ausbildung einer Kante 9, wie sie in der Querschnittsdarstellung nach den 10 oder 11 zu sehen ist. Wie 2 entnommen werden kann, kann die Kante 9 über die gesamte Länge des Blattes 2 in Längsrichtung 19 ausgebildet sein.
Die 5 bis 7 zeigen Querschnittsdarstellungen entsprechend der Schnittlinien V, VI und VII gemäß 2. Deutlich zu erkennen anhand dieser Querschnittsdarstellungen ist, daß die Materialstärke des Blattes 2 in Richtung des Kropfes 3 zunimmt. Diese Blattgeometrie kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren in Abhängigkeit der translatorischen Verfahrbewegung der Schleifeinrichtung 12 wunschgemäß eingestellt werden.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich auch in einfacher Weise asymmetrisch ausgebildete Blattgeometrien erzeugen, wie beispielhaft in den 12a und 12 dargestellt. Asymmetrisch ausgebildete Schleifgeometrien dienen beispielsweise der Ausbildung von Messern für Links- bzw. Rechtshändern.
In vorteilhafter Weise ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren auch eine Bearbeitung des Übergangs zwischen Blattseite einerseits und Blattrücken 7 andererseits. Dieser kann beispielsweise abgeschrägt, wie in den 10 bis 11 dargestellt, oder abgerundet, wie in den 8 und 9 dargestellt, ausgebildet werden. Eine zusätzliche Bearbeitung des Übergangs zwischen Blattseite und Blattrücken ist nach Beendigung des erfindungsgemäßen Schleifverfahrens jedenfalls nicht erforderlich.
Auch kann unter Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem Verfahrenszug der Übergang zwischen Blatt 2 und Kropf 3 bearbeitet werden. Dieser Übergang kann beispielsweise, wie den 1 und 4 zu entnehmen ist, in Form einer Abrundung 20 ausgebildet sein.
Die Schleifeinrichtung 12 nutzt sich verschleißbedingt im Rahmen der Verfahrensdurchführung ab. Um gleichwohl stets gleichbleibende und reproduzierbare Schleifergebnisse erzielen zu können, ist die verschleißbedingte Abnutzung der Schleifeinrichtung 12 zu kompensieren. Erfindungsgemäß wird dies hierdurch erreicht, daß die Schleifeinrichtung 12 in Abhängigkeit der auftretenden Verschleißerscheinungen abgerichtet und/oder in Bewegungsrichtung 14 verstellt wird. Verstellbewegung und Zustellbewegung der Schleifeinrichtung 12 überlagern sich zu einer insgesamt vorzunehmenden Verfahrbewegung, die computergestützt automatisch eingestellt wird. Zur Erfassung der zur Kompensation der verschleißbedingten Abnutzung der Schleifeinrichtung einzustellenden Verstellbewegung sind entsprechende Sensoren vorgesehen, so daß das erfindungsgemäße Verfahren vollautomatisch betrieben werden kann.
13 zeigt in einer ersten Ausgestaltungsform eine erfindungsgemäße Vorrichtung 28. Diese verfügt über eine Werkstückeinheit 45, eine Werkzeugeinheit 46 und eine Bedieneinheit 47, die im weiteren näher beschrieben werden.
Die Werkstückeinheit 45 umfaßt die Halteeinrichtung 11, die ihrerseits das zu bearbeitende Schneidwerkzeug 1 bzw. die zu bearbeitenden Schneidwerkzeuge 1 trägt. Die Halteeinrichtung 11 ist als Trommelzylinder ausgebildet und nimmt die zu bearbeitenden Schneidwerkzeuge 1 außenoberflächenseitig auf.
Die Halteeinrichtung 11 ist an eine Antriebseinheit 38, die beispielsweise als Motor ausgebildet ist, angekoppelt. Die Antriebseinheit 38 treibt die Halteeinrichtung 11 rotatorisch an, und zwar in Richtung der Bewegung 39 um die Rotationsachse 38.
Die Halteeinrichtung 11 sowie der zugehörige Rotationsantrieb 38 sind an einen Maschinenbock 36 angeflanscht. Dieser Maschinenbock 36 wird von einem Maschinenbett getragen und kann in Bewegungsrichtung 41 translatorisch verfahren werden. Der Maschinenbock 36 ist um seine Hochachse in Bewegungsrichtung 40 translatorisch verfahrbar und kann um den Winkel γ verfahren werden. Da die Halteeinrichtung 11 an den Maschinenbock 36 angeflanscht ist, überträgt sich die Bewegung des Maschinenbocks 36 auf die Halteeinrichtung 11, so daß diese insgesamt sowohl rotatorisch als auch translatorisch, wie vorstehend beschrieben, bewegt werden kann.
Die Werkzeugeinheit 46 umfaßt im wesentlichen die Schleifeinrichtung 12. Diese ist im wesentlichen ringförmig ausgebildet, wobei die Ringaußenoberfläche als Wirkoberfläche 29 das Schleifmittel trägt. Die Schleifeinrichtung 12 ist um die Rotationsachse 32 drehbar angeordnet, wobei zum Antrieb der Schleifeinrichtung 12 eine Antriebseinheit 31 in Form vorzugsweise eines Motors vorgesehen ist.
Die Schleifeinrichtung 12 kann zudem translatorisch verfahren werden, und zwar in Bewegungsrichtung 30, die quer, vorzugsweise orthogonal zur Rotationsachse 32 liegt.
Die Werkzeugeinheit 46 umfaßt des weiteren ein Abrichtwerkzeug 33. Dieses Abrichtwerkzeug 33 ist ebenso wie die Schleifeinrichtung 12 ringförmig ausgebildet und mittels einer Antriebseinheit 34 um die Rotationsachse 35 verdrehbar angeordnet. Die Außenoberfläche des ringförmigen Abrichtwerkzeuges kann bei Bedarf mit der Wirkoberfläche 29 der Schleifeinrichtung 12 zwecks Abrichtung der Schleifeinrichtung 12 in Kontakt gebracht werden, zu welchem Zweck die Schleifeinrichtung 12 in Bewegungsrichtung 30 an das Abrichtwerkzeug 33 herangefahren werden kann.
Als dritte Einheit umfaßt die Vorrichtung 28 die Bedieneinheit 47. Diese besteht im wesentlichen aus einem die Elektronikkomponenten aufnehmenden Schaltschrank 42. Dieser Schaltschrank 42 ist mit einem Bedienpult 44 versehen, über welches die gesamte Vorrichtung 28 computergesteuert werden kann. Kommunikationstechnisch verbunden ist der Elektroschaltschrank 42 sowohl mit der Werkstückeinheit 45 als auch mit der Werkzeugeinheit 46 über entsprechende Kabelverbindungen, die in einem Kabelkanal 43 geführt sind.
Eine alternative Ausgestaltungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigt 14. Im Unterschied zur Ausgestaltungsform nach 13 ist die Halteeinrichtung 11 nicht selbst um die in 13 eingezeichnete Drehachse 38 rotatorisch verfahrbar. Damit erlaubt die Vorrichtung 28 gemäß Ausführungsbeispiel nach 14 die Bearbeitung nur eines Schneidwerkzeuges. Von Vorteil der Ausgestaltung nach 14 ist allerdings, daß die Werkstückeinheit 45 aufgrund der fehlenden Rotationsbewegung der Halteeinrichtung 11 sehr viel steifer ausgebildet werden kann als die Werkstückeinheit 45 gemäß 13. Damit erweist sich die Vorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel nach 14 insbesondere dann als vorteilhaft, wenn durch mangelnde Maschinensteifigkeit unter Umständen bedingte Abweichungen im Schleifergebnis unbedingt zu vermeiden sind. Im übrigen entspricht die Vorrichtung nach 14 derjenigen nach 13.
Sowohl nach der Ausführungsform gemäß 13 als auch nach der Ausführungsform gemäß 14 kann die Schleifeinrichtung 12 als Schleifstein, als Bandschleifvorrichtung oder dergleichen ausgebildet sein.

1: Messer
2: Blatt
3: Kropf
4: Blattspitze
7: Blattrücken
8: Warte
9: Längskante
10: Ausgangsgeometrie
11: Halteeinrichtung
12: Schleifeinrichtung
13: Bewegungsrichtung
14: Bewegungsrichtung
15: Drehrichtung
16: Drehrichtung
17: Linienberührung
18: Zylinderaußenoberfläche
19: Längsrichtung
20: Abrundung
21: Drehachse
22: Drehachse
23: Höhenrichtung
24: Hochachse Halteeinrichtung
25: Höhenrichtung
26: Zustellachse Halteeinrichtung
27: Zustellrichtung
28: Vorrichtung
29: Wirkoberfläche
30: Bewegungsrichtung
31: Antriebseinheit
32: Rotationsachse
33: Abrichtwerkzeug
34: Antriebseinheit
35: Rotationsachse
36: Maschinenbock
37: Rotationsachse
38: Antriebseinheit
39: Bewegung
40: Bewegungsrichtung
41: Bewegungsrichtung
42: Schaltschrank
43: Kabelkanal
44: Bedienpult
45: Werkstückeinheit
46: Werkzeugeinheit
47: Bedieneinheit
α: Winkel
β: Winkel
γ: Winkel

Claims

Verfahren zur Schleifbearbeitung eines Schneidwerkzeuges, insbesondere eines Messers, bei dem das Schneidwerkzeug mit der Wirkoberfläche einer Schleifeinrichtung in Kontakt gebracht wird, wobei das Schneidwerkzeug und die Schleifeinrichtung in wenigstens drei Freiheitsgraden relativ zueinander bewegt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifeinrichtung rotatorisch und/oder translatorisch bewegt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneidwerkzeug rotatorisch und/oder translatorisch bewegt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifendgeometrie des Schneidwerkzeuges durch die Überlagerung der rotatorischen und/oder translatorischen Bewegung der Schleifeinrichtung und der rotatorischen und/oder translatorischen Bewegung des Schneidwerkzeuges erzeugt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifeinrichtung rotatorisch und in wenigstens einer quer zur Rotationsachse liegenden Richtung translatorisch bewegt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneidwerkzeug rotatorisch und wenigstens in einer quer zur Rotationsachse liegenden Richtung translatorisch bewegt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneidwerkzeug translatorisch in einer quer zur Flächennormalen der Wirkoberfläche der Schleifeinrichtung liegenden Richtung bewegt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneidwerkzeug um eine parallel zur Rotationsachse der Schleifeinrichtung liegenden Drehachse rotatorisch bewegt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneidwerkzeug und die Schleifeinrichtung in Bezug auf ihre jeweilige rotatorische Bewegung gleichsinnig angetrieben werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneidwerkzeug in Bezug auf seine translatorische und/oder rotatorische Bewegung mit einer vorgebbaren Frequenz oszillierend angetrieben wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifeinrichtung in Bezug auf ihre translatorische und/oder rotatorische Bewegung mit einer vorgebbaren Frequenz oszillierend angetrieben wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifeinrichtung hinsichtlich ihrer Rotationsbewegung mit einer im Vergleich zur Rotationsbewegung des Schneidwerkzeuge höheren Drehzahl angetrieben wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifeinrichtung hinsichtlich ihrer Rotationsbewegung mit einer vorgebbaren Drehgeschwindigkeit angetrieben wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneidwerkzeug hinsichtlich seiner Rotationsbewegung mit einer vorgebbaren Drehgeschwindigkeit angetrieben wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehgeschwindigkeit der Schleifeinrichtung und/oder die Drehgeschwindigkeit des Schneidwerkzeuges im Zuge der Verfahrensdurchführung wahlweise eingestellt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Blatt des Schneidwerkzeuges bearbeitet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einer ersten Schleifbearbeitung die eine Blattseite und in einer zweiten Schleifbearbeitung die andere Blattseite des Schneidwerkzeuges in einem Zug endbearbeitet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergangsbereich zwischen Blattseite und Kropf bearbeitet, vorzugsweise abgerundet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergangsbereich zwischen Blattseite und Blattrücken bearbeitet, vorzugsweise abgerundet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das in eine Halteeinrichtung eingespannte Schneidwerkzeug mit einer seiner zu bearbeitenden Blattseiten an der Wirkoberfläche einer drehbar angeordneten Schleifeinrichtung vorbeigeführt wird, bei dem die Wirkoberfläche der Schleifeinrichtung mit der zu bearbeitenden Blattseite des Schneidwerkzeuges im wesentlichen in Linienberührung gebracht und die Schleifeinrichtung in Abhängigkeit der zu erzeugenden Blattgeometrie translatorisch quer zu ihrer Drehachse verfahren wird.
Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtung drehbar ausgebildet ist und das Schneidwerkzeug auf wenigstens einer teilkreisförmigen Bahn an der Wirkoberfläche der Schleifeinrichtung vorbeigeführt wird.
Verfahren nach den Ansprüchen 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkoberfläche der Schleifeinrichtung in Längsrichtung der zu bearbeitenden Blattseite des Schneidwerkzeuges mit dieser über deren gesamten Länge im wesentlichen in Linienberührung gebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtung in wenigstens zwei quer zueinander stehenden Richtungen translatorisch verfahrbar angeordnet ist und das Schneidwerkzeug in einer Überlagerung dieser beiden Bewegungsrichtungen an der Wirkoberfläche der Schleifeinrichtung vorbeigeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneidwerkzeug in einer Überlagerung der beiden translatorischen Bewegungsrichtungen auf wenigstens einer teilkreisförmigen Bahn an der Wirkoberfläche der Schleifeinrichtung vorbeigeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die verschleißbedingte Abnutzung der Wirkoberfläche der Schleifeinrichtung durch eine translatorische Verstellbewegung der Schleifeinrichtung quer zu ihrer Drehachse kompensiert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtung samt eingespanntem Schneidwerkzeug zu Beginn der Schleifbearbeitung an die Schleifeinrichtung herangefahren wird.
Vorrichtung zur Schleifbearbeitung eines Schneidwerkzeuges, insbesondere eines Messers, mit einer Halteeinrichtung für die Aufnahme des zu bearbeitenden Schneidwerkzeuges und einer Schleifeinrichtung, wobei die Halteeinrichtung und die Schleifeinrichtung hinsichtlich wenigstens dreier Freiheitsgrade relativ zueinander verfahrbar angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtung drehbar ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtung translatorisch verfahrbar ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 27 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtung in zwei quer zueinanderstehenden Richtungen translatorisch verfahrbar ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 27 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtung längs und quer zu ihrer Drehachse translatorisch verfahrbar ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 27 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtung zylinderförmig ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtung auf ihrer Zylinderaußenoberfläche mehrere Halteelemente zur gleichzeitigen Aufnahme mehrerer Schneidwerkzeuge aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 27 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtung eine Längserstreckung aufweist, die die Längserstreckung eines von der Halteeinrichtung aufgenommenen Schneidwerkzeuges übersteigt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 27 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifeinrichtung drehbar ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 27 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifeinrichtung quer zu ihrer Drehachse translatorisch verfahrbar ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 27 bis 36, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifeinrichtung nach Art eines Rings ausgebildet ist, wobei die Außenoberfläche des Rings die mit einem Schleifmittel versehene Wirkoberfläche der Schleifeinrichtung ausbildet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 27 bis 37, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Wirkoberfläche in Längsrichtung der Drehachse der Halteeinrichtung korrespondierend zur Länge des Schneidwerkzeuges ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 27 bis 38, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifeinrichtung kropfseitig des zu bearbeitenden Schneidwerkzeuges abgerundet ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 27 bis 39, gekennzeichnet durch eine Rechnereinheit zur Steuerung der rotatorischen und/oder translatorischen Verfahrbewegungen von Halteeinrichtung und/oder Schleifeinrichtung.