DE2600870A1

DE2600870A1 - Verfahren zur feilenherstellung

Info

Publication number: DE2600870A1
Application number: DE19762600870
Authority: DE
Inventors: Jun Edward W Staley
Original assignee: Wallace Murray Corp
Current assignee: Wallace Murray Corp
Priority date: 1975-01-16
Filing date: 1976-01-12
Publication date: 1976-07-22
Also published as: GB1499691A; NL7600395A; US3951012A; SE7600393L; JPS51122892A; CA1026090A; CH613885A5; BR7600246A

Description

Dipl.-lng. Heinz

Petentanwalt

8 München 22, Hetmstr. 15,TeI. 29255b Postanschrift Mönchen 26, Postfach 4

Mein Zeichen: P 2268 München, den ^ Jan. W

Anmelder: Wallace-Murray Corporation

Heller Drive

Newcomerstown, Ohio 43832

USA

Verfahren zur Feilenherstellung

Es sind schon eine Reihe von Verfahren zur Feilenherstellung bekannt, die die Arbeitsschritte der Feilenzähneerzeugung, des Härtens der Feile und des Reinigens der Feile nach dem Härten umfassen. Solche bekannte Verfahren sind beispielsweise in dem US-Patent 2 879 692 beschrieben. Bei solchen bekannten Verfahren werden die Feilenzähne durch Hauen eines Feilenrohlings mit einem meißelartigen Hauwerkzeug an voneinander beabstandeten entlang der Längsausdehnung des Rohlings liegenden Bereichen erzeugt.

Im Anschluß an das Erzeugen der Feilenzähne wird die Feile üblicherweise durch Eintauchen entweder in ein Salzschmelzebad oder in ein Bleischmelzebad gehärtet. Wenn ein Bleischmelzebad ver-

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wendet wird, erfolgt zunächst eine Beschichtung der Feile mit Abdeckmaterial, um zu verhindern, daß sich Blei in den Rillen zwischen den Zähnen nach dem Abkühlen ansammelt. Nach dem Härtevorgang ist es erforderlich, die Feile zu reinigen oder "zu schärfen", entweder dadurch, daß Schlacke und Verfärbungen, die mit der SalzSchmelzehärtung verbunden sind, entfernt werden, oder daß eine Entfernung des Abdeckmaterials vorgenommen wird, das wegen des Bleischmelzebades vorhanden ist. Üblicherweise wird dieser Reinigungsprozeß durch Verwendung einer abtragenden Strahibehandlung vorgenommen/ bei der Quarz -Sand oder Aluminiumoxid als abtragendes Material verwendet wird. Ein derartiges Abtragen ist bisher als unumgänglich angesehen worden, unysowohl

zu beseitigen
die unerwünschten Materialreste', die im Zusammenhang mit dem Härten entstanden sind, als auch die Oberfläche der Feilenzähne zu glätten^5ckßjegliche Unebenheit auf denselben, die während des Zahnherstellungsvorgangs entstanden ist, verschwindet.

Bei den bekannten Feilenherstellungsverfahren ist es auch als notwendig erachtet worden, beim Reinigen und Endbearbeiten einen Teil der Rückseiten der Feilenzähne abzutragen, um eine geeignete Schneidekante zu erzeugen, wie dies beispielsweise in der US-Patentanmeldung 2o 914 beschrieben worden ist. Dementsprechend ist es bei diesen bekannten Verfahren als erforderlich angesehen worden, diese Prozesse mit relativ hartem abtragendem Material, wie z.B. Quarz-Sand durchzuführen. Das Strahlen unter Verwendung von relativ wenig abtragenden Materialien, wie z.B« Glasteilchen ist bisher als unzureichend und ungeeignet angesehen worden.

Döi vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß das Erhalten einer scharfen Riffelung, die an den Rückseiten der Feilenzähne während des Zahnformvorganges entsteht, der Feile wesentlich verbesserte Eigenschaften verleihen kann. D.h. genauer gesagt, daß dann, wenn solche Riffelungen, die sich in der Nachbarschaft der Schneidekante der Feilenzähne befinden, ohne wesentliches Abtragen während des Härtens, Reinigens und Schärfens belassen werden, dementsprechend bearbeitete Feilen einen besseren Wirkungsgrad und eine längere wirksame Lebensdauer aufweisen.

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Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren anzugeben, mit dessen Hilfe unter Ausnutzung dieser Erkenntnis Feilen mit derartig verbesserten Eigenschaften hergestellt werden können.

Diese Aufgabe wird durch die im Hauptanspruch angegebenen Merkmale gelöst.

Dementsprechend wird das auf den Zahnformprozeß und das Härten der Feilen folgende Reinigen dadurch durchgeführt, daß ein Druckstrahl von Glasteilchen bei einem bestimmten Druck und unter einem vorgegebenen Winkel auf die Feilen gerichtet wird. Bei den Feilen, die dabei entstehen, ist die scharfe Riffelung auf der Rückseite der Zähne erhalten geblieben, so daß bei einer Abnutzung der ursprünglichen Schneidekante der Zähne im Gebrauch diese Riffelung freigelegt und beim Feilvorgang wirksam wird.

Nachstehend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 die perspektivische Ansicht des Teils einer Feile direkt nach dem Zahnformvorgang,

Fig. 2 einen Schnitt des Feilenteils gemäß Fig. 1 längs der Linie 2-2,

Fig. 3 die perspektivische Ansicht des Teils einer Feile nach dem in üblicher Weise vorgenommenen Reinigungsund Schärfungsprozeß,

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Fig. 4 einen Schnitt des Feil/teils gemäß Fig. 3 längs der Linie 4-4,

Fig. 5 eine Mikrofotografie eines Teils einer erfindungsgemäß hergestellten Feile,

Fig. 6 eine Mikrofotografie eines Teils einer nach einem bekannten Verfahren hergestellten Feile,

Fig. 7 die perspektivische Ansicht einer Feilenreinigungs- und Schärfungsstation, die auf das erfindungsgemäße Verfahren angepaßt ist,

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Fig. 8 die Draufsicht auf einen Teil der Feilenreinigungsstation gemäß Fig. 7,

Fig. 9 die Vorderansicht der Anordnung gemäß Fig. 8, Fig. 10 einen Schnitt längs der Linie 1o-1o in Fig. 9.

Die vorliegende Erfindung betrifft die Ausbildung und Herstellung von Feilen oder vorzugsweise aus Stahl bestehenden Metallwerkzeugen, die zum Schruppen oder Schlichten von Metall, Holz oder ähnlichen Werkstoffen verwendet werden. Unter den Feilen dieser Art werden solche verstanden, die rechteckigen, dreieckigen, runden oder unregelmäßigen Querschnitt aufweisen, die entweder sich verringernde oder gleichförmige Breite und Dicke aufweisen und die entweder Einhieb- oder Doppelhiebfeilen sind und entweder quer oder schräg verlaufende Zähne aufweisen, wobei diese Unterschiede für die Erfindung von untergeordneter Bedeutung sind. Als Beispiel zur Veranschaulichung der Erfindung ist eine flache Einhiebstumpffeile ausgewählt worden.

Bei der Herstellung von Feilen ist eine Zahnformmethode üblich, bei der ein Rohling mit den sich wiederholenden, voneinander beabstandeten Schneiden eines Hauwerkzeuges behauen wird. Ein derartiger Arbeitsprozeß führt zu Feilenzähnen, wie sie in den Fig. 1 und 2 dargestellt sind, und die eine relativ steil verlaufende Vorderseite 1o und eine geneigte Rückseite 12 aufweisen. Die Rillen 14 an der Verbindung der Basen benachbarter Zähne können entweder scharfwinklig oder, wie dargestellt, gerundet sein, was wünschenswerter ist. Die Schneidekante 16 jedes Zahnes weist an der Verbindungsstelle der Vorderseite 1o und der Rückseite 12 einen scharfen Bereich auf. Bei den üblichen Zahnformtechniken, wie das Meißelhauen eine ist, entstehen gewöhnlich eine Mehrzahl scharfer, quer verlaufender Riffeln 18, die sich üblicherweise im oberen Teil der Rückseiten der Zähne befinden, wie die Figuren 1 und 2 zeigen. (In diesen Figuren sind die Riffelungen 18 aus Veranschaulichungsgründen übertrieben dargestellt). Bisher wurden derartige Riffelungen als nutzlos angesehen und daher durch Abtragen während des nachfolgenden Härtens, Reinigens und Endbearbeitens der Feile entfernt.

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Nach dem Zahnformprozeß muß die Feile gehärtet werden. Gewöhnlich wird dies dadurch bewirkt, daß die Feile in ein Salzschmelzebad oder in ein Bleischmelzebad getaucht wird. Sofern ein Bleischmelzebad verwendet wird, wird die Feile zunächst mit einer Abdeckschicht versehen, um zu verhindern, daß sich Blei in den Rillen zwischen benachbarten Zähnen ansammelt. Nach einem solchen Eintauchen werden die Feilen abgekühlt. Anschließend an den Härtungsprozeß ist es notwendig, die Feile zu reinigen, wobei jegliche Sinterschlacke und Verfärbung und, sofern ein Bleischmelzebad verwendet worden ist, das Abdeckmaterial von der Feile entfernt wird, üblicherweise wird dieser Reinigungsprozeß, der auch als "Schärfen" bezeichnet wird, durch Strailen der gehärteten Feile mit Quarz-Sand oder mit einem ähnlichen harten Abriebmaterial durchgeführt. Durch ein derartiges Strahlen, bei dem der Strahl auf die Rückseiten 12 der Feile gerichtet ist, werden solche Sinterschlacke, Verfärbungen oder Abdeckmaterialreste wirksam entfernt, notwendigerweise und unbeabsichtigt sind dabei aber auch die Riffelungen 18 von den Rückseiten der Feilenzähne im Nachbarbereich der Schneidekanten abgetragen worden, wie dies anhand der Figuren 3 und 4 am Beispiel einer in üblicherweise endbearbeiteten Feile gezeigt ist. Bei den üblichen Feilenherstellungsverfahren ist dieses Abtragen, das die weitgehende Entfernung solcher Riffelungen zur Folge hat, als notwendige und günstige Begleiterscheinung des Reinigungsprozesses angesehen worden. Es ist nunmehr jedoch herausgefunden worden, daß der Erhalt, dieser scharfen, meißeiförmigen Riffelungen 18 auf den Rückseiten 12 der Feilenzähne zu bemerkenswert besseren Schneidefähigkeiten und größeren Wirksamkeitszeiten der Feilen führt. Die verbesserte Wirksamkeit beim Schneiden beruht größtenteils in der Schneidefähigkeit der erhaltenen scharfen Riffelungen, die wirksam wird, nachdem die Schneidekante im Gebrauch stumpf geworden ist. Die Vergrößerung der Wirksamkeitsdauer dieser verbesserten Feile ist eine weitere Folge dieser Riffelstruktur. In Abweichung von den in üblicher Weise hergestellten Feilen, bei denen die Abnutzung der Schneidekante der Feilenzähne während des Gebrauchs zu einer stumpfen unscharfen Kante führt, wird durch die Abnutzung der ursprünglichen Schneidekante 16 der erfindungsgemäßen Feile, wie sie in den Figuren 1 und 2 dargestellt ist, eine oder mehrere

der scharfen Riffelungen freigelegt, die bei der Vorwärtsbewegung der Feile Schneidewirkung entfalten. Auf diese Weise werden die Schneidekanten der erfindungsgemäßen Feile durch die Abnutzung der Feilenzähne sozusagen selbstregenerierend gemacht.

In den Figuren 5 und 6 sind stark vergrößerte Mikrofotografien einer erfindungsgemäßen Feile und einer in üblicher Weise hergestellten Feile gezeigt. In Fig. 5, die eine erfindungsgemäße Feile zeigt, ist die Riffelung 18, die quer zu einem Feilenzahn verläuft und sich auf dessen Hinterseite befindet, klar zu sehen. Im Gegensatz hierzu sieht man bei der in üblicher Weise hergestellten Feile gemäß Fig. 6 deutlich, daß solche Riffelungen abgetragen und von den Hinterseiten der Zähne während des Herstellungsprozesses im wesentlichen entfernt worden sind.

In den Figuren 7 bis 1o ist eine Vorrichtung zur Herstellung der erfindungsgemäßen Feile dargestellt. Es ist hierbei lediglich die Feilenreinigungsstation gezeigt, da die Vorgänge des Zähneformens und des Härtens sich in bekannter Weise abspielen.

Die gehärteten Feilen 19 werden der benachbart angeordneten Reinigungsstation 2o auf einem oder mehreren Förderbändern 22 zugeführt. Innerhalb dieser Reinigungsstation 2o wird die Feile einem im wesentlichen nicht abtragenden Druckstrahl 26 von Festkörperteilchen wie z.B. Glas ausgesetzt. Ein derartiger Strahl kommt vorzugsweise aus mehreren Düsen, die so angeordnet sind, daß die Glasteilchen gegen sämtliche Teile der Feile 19 gerichtet sind, während diese in einem Durchgang die Reinigungsstation 2o durchläuft. Eine derartige Anordnung kann zweckmäßigerweise so getroffen sein, wie dies in den Figuren 8 bis 1o dargestellt ist.

In den Figuren 7 bis 9 werden die zu bearbeitenden Feilen 19 von links nach rechts durch die Reinigungsstation gefördert, wobei sie auf einem Eingangsförderband 2 2 eintreten und auf einem Ausgangsförderband 24 austreten. Bei dieser Anordnung, die die Bearbeitung einer flachen Stumpffeile veranschaulicht, wird das stumpfe Ende zuerst zugeführt, so daß die Vorderseiten 1o der

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Zähne nach vorne weisen.

Wie in den Figuren 8 bis 1o dargestellt, wird zweckmäßigerweise eins Mehrzahl von Düsen verwendet, um die Strahlen 26 der Glasteilchen gegen die Feilen 19 zu richten. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Düsen 3o unter Winkeln von 30 bis 45° gegenüber der Ebene der Förderbänder 22 und 24 und der entsprechenden Ebene der Breitseiten der Feilen 19 geneigt. Die Düsen 32 befinden sich unter Winkeln von 30 bis 45° unterhalb dieser Ebene, die Düsen 34 hingegen, die dazu dienen, die Seiten der Feile zu reinigen, befinden sich unter Winkeln von 45 bis 60° oberhalb dieser Ebene. Sämtliche Düsen stehen den Bedürfnissen entsprechend unter einem Winkel von etwa 75° zur Längsrichtung der Feile, wie dies in Fig. 8 gezeigt ist, so daß der Glasteilchenstrom etwa quer zur Feile und gegen die Vorder- und Hinterseiten der Feilenzähne gerichtet ist. Die Düsen 32, die dazu dienen, die Unterseite der Feile zu reinigen, befinden sich in einem Zwischenraum zwischen dem Eingangsförderband 22 und dem Ausgangsförderband 24. Om eine Feile 19 über diesen Zwischenraum hinweg bewegen zu können, ist eine Mehrzahl von unter Federspannung stehenden Rollen 4o und 42 vorgesehen, die mit den Förderbändern 22 und 24 in üblicher Art und Weise zusammenwirken.

Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens hat es sich als zweckmäßig erwiesen, brüchige Glasteilchen in der Größenordnung von Körnungszahlen zwischen 140 und 270 zu verwenden, die durch Druckluft unter einem Druck von etwa 4,2 bis 5,6 at auf die Feilen gerichtet werden. Diese Parameter können natürlich in Abhängigkeit von der Größe der/zu reinigenden Feilenzähne und von der Verweilzeit der Feile in dem Glasteilchenstrom verändert werden.

Es hat sich gezeigt, daß die Verwendung von im wesentlichen kugelförmigen brüchigen Glasteilchen beim Strahlprozeß zu Feilen führt, die die vorstehend beschriebenen erwünschten Eigenschaften aufweisen, da der Reinigungsprozeß durch das Zersplittern der Hauptbestandteile solcher Teilchen zustandekommt. Die Verwendung

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von nicht splitternden kugelförmigen Teilchen allein führt hingegen zu Feilen, die ein relativ glänzendes, silbriges Aussehen aufweisen, im Unterschied zu dem matten grauen Aussehen, das bei der üblichen Feilenherstellung auftritt. Für manche kommerzielle Anwendungen hat sich aus ästhetischen Gründen als wünschenswert erwiesen, den erfindungsgemäßen Feilen ein Aussehen zu geben, wie es auch die in üblicher Weise hergestellten Feilen aufweisen. Dementsprechend wird, um eine stumpfere, mattere Oberfläche zu erhalten, ein Teil der Bruchstücke der zuvor zersplitterten Glasteilchen zusammen mit unzersplitterten Glasteilchen wieder in den Strahlzyklus zurückgeführt. Selbstverständlich können auch andere bekannte Techniken (z.B. die Verwendung einer Oxydationskammer) in entsprechender Weise eingesetzt werden, um ein solches mattes Aussehen zu erzielen.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsformen beschränkt, so können z.B. anstelle der Glasteilchen andere Materialien mit ähnlichen Eigenschaften verwendet werden.

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Claims

Patentansprüche

Verfahren zur Feilenherstellung, bei dem die eine Vorderseite, eine Rückseite und einen Scheitel aufweisenden Feilenzähne durch Hauen eines Rohlings mit einem Hauwerkzeug erzeugt werden, und bei dem an den Rückseiten der Zähne in der Nachbarschaft von deren Schneidekante jeweils eine Riffelung entsteht, dadurch gekennzeichnet,daß diese Riffelung (18) ohne wesentliches Abtragen bei den nachfolgenden Herstellungs-, schritten belassen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem auf das Härten folgenden Reinigen der Feilen (19) ein im wesentlichen nicht abtragender Druckstrahl (26) von Festkörperteilchen gegen die Feilen (19) gerichtet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Festkörperteilchen Glasteilchen verwendet werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasteilchen Körnungszahlen zwischen 140 und 270 aufweisen.
5. Verfahren zur Feilenherstellung, bei dem im Zuge des Hauens der Feilenzähne in einen Rohling mit einem Hauwerf^ auf der Rückseite der Zähne auch eine scharfe Riffelung entsteht, und das ein Härten der Feilen durch Eintauchen derselben in ein Schmelzbad und eine Reinigung der Feilen umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß der Reinigungsvorgang dadurch durchgeführt wird, daß ein Strahl (26) brüchiger Glasteilchen unter bestimmtem Druck gegen die Feilen (19) gerichtet wird, so daß unerwünschte Materialreste, die von dem Härteprozeß stammen, von den Feilen entfernt werden, wogegen die scharfe Riffelung

(18) auf den Rückseiten (12) der Zähne erhalten bleiben.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasteilchen im wesentlichen kugelförmig sind.
7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Druckstrahl sich sowohl kugelförmige Glasteilchen als auch Bruchstücke von in vorangegangenen Reinigungsprozessen zersplitterten Glasteilchen befinden.
8. Feile mit durch Hauen eines Rohlings durch ein Hauwerkzeug erzeugten Zähnen, die eine Vorderseite und eine Rückseite aufweisen und auf ihrer Rückseite nahe ihrer Schneidekante eine Mehrzahl von scharfen Riffelungen aufweist, die beim Hauen der Zähne entstanden ist, dadurch gekennzeichnet, daß diese Riffelung (18) beim nachfolgenden Härten, Reinigen und Endbearbeiten belassen wird, so daß die Abnutzung der Feile (19) durch Abstumpfen der Schneidekante (16) im Gebrauch zu einem Freilegen und damit zu einem Wirksamwerden einer oder mehrerer der Riffelungen (18) beim Feilvorgang führen.
9. Gehauene, gehärtete, gereinigte und endbearbeitete Feile, bei der jeder Zahn eine Vorderseite, eine Rückseite und eine durch das Zusammenstoßen der Vorderseite und der Rückseite gebildete Schneidekante aufweist, und bei der die Rückseiten der Zähne in der Nachbarschaft der Schneidekante ebenfalls eine Schneidenstruktur aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidenstruktur durch entsprechende Endbearbeitung des Rohlings belassen worden ist, so daß beim Gebrauch der Feile (19) die Abnutzung der Schneidekanten (16) der Zähne die Schneidenstruktur auf den Rückseiten (12) der Zähne freilegt und wirksam werden läßt.

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