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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf neuartige und
verbesserte Verfahren und Vorrichtungen für die Herstellung von
Schneidflächen für Schneideinstrumente. Insbesondere bezieht sich
die vorliegende Erfindung auf neuartige, verbesserte Verfahren
und eine Vorrichtung zur Herstellung von Rasierklingen und
dergleichen.
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Zur Zeit werden Rasierklingen durch schnelle
Bandmassenproduktionstechniken hergestellt, welche eine Mehrzahl
von sequentiellen Schleifvorgängen umfassen, um die
Schneidfläche, einschließlich der Schneidkante, bereitzustellen.
Jeder Schleifvorgang sorgt für eine Schliffläche an
gegenüberliegenden Oberflächen der Schneidfläche und die
Schliffläche wird durch die folgenden Schleifvorgänge modifiziert
oder nicht modifiziert. Normalerweise sind mindestens drei
Schleifvorgänge notwendig um die geschliffenen Flächen
bereitzustellen, welche die Schneidfläche der fertigstellten
Rasierklinge definieren. Der erste Vorgang ist der Schleifvorgang
und dieser umfaßt das Schleifen von gegenüberliegenden
Oberflächen einer durchgehenden Metallplatte, um so die
gegenüberliegenden Oberflächen mit einer ersten oder "Grund-"
Schliffläche zu versehen. Danach wird die Metallplatte einem
groben Honvorgang ausgesetzt, um die Oberflächen so mit einer
zweiten Schliffläche bzw. "grob gehonten Schliffläche" zu
versehen, wobei dann ein Schlußbearbeitungs-Honvorgang für die
Schneidkanten-Schlifflächen für gegenüberliegende Kantenflächen
der Klinge sorgt. Zusätzliche Einzelheiten bezüglich der
gegenwärtigen kommerziellen Rasierklingenherstellungsverfahren
und Vorrichtungen können dem gemeinschaftlichen U.S. Patent mit
der Nummer 3.461.616 entnommen werden. Wie darin offenbart wird,
wird ein durchgehender Metallstreifen einem Schleifvorgang, einem
Grobhonvorgang und einem Schlußbehandlungs-Honvorgang unterzogen,
wodurch eine konvexe Schneidkante bereitgestellt wird.
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Die Verfahren und Vorrichtungen, die in dem U.S. Patent mit der
Nummer 3.461.616 offenbart werden, stellen einen wesentlichen
Fortschritt bei der Hochgeschwindigkeits-Bandfertigung von
Rasierklingen dar. Im wesentlichen umfassen die offenbarten
Verfahren und Vorrichtungen drei herkömmliche Schleifvorgänge,
d.h., Schleifen, Grobhonen und Schlußbehandlungs-Honen. Bei dem
Schleifvorgang wird zuerst eine der gegenüberliegenden
Kantenoberflächen eines Streifens eines Klingenmetalls
geschliffen, wobei die andere gegenüberliegende Oberfläche später
geschliffen wird, um so für den Grundschliff der Schneidfläche zu
sorgen. Bei den Grobhon- und Schlußbehandlungs-Honvorgängen
werden die gegenüberliegenden Oberflächen im wesentlichen
gleichzeitig geschliffen, da die verwendete Schleifeinrichtung
zwei nebeneinanderliegende Schleifräder umfaßt. Das neuartige und
kennzeichnende in den Verfahren und Vorrichtungen des U.S.
Patents 3.461.616 dargestellte Merkmal, umfaßt den
Schlußbehandlungs-Honvorgang. Bei diesem Vorgang werden die
gegenüberliegenden Oberflächen der Klingenschneidfläche, welche
für die Schneidkante sorgt, durch die Schleifeinrichtung
geschliffen, die so ausgerichtet und adaptiert ist, daß sie
anfangs die gegenüberliegenden Kantenoberflächen mit einem
verhältnismäßig großen Öffnungswinkel schleift und danach die
gegenüberliegenden Kantenoberflächen mit progressiv abnehmenden
Öffnungswinkeln schleift, um die gegenüberliegenden Oberflächen
mit gebogenen, konvexen Schneidkantenschliffen zu versehen. Der
Schlußbehandlungs-Honvorgang des U.S. Patents mit der Nummer
3.461.616 sorgt für verschiedene kennzeichnende Vorteile für die
kommerziellen Rasierklingen-Herstellungsverfahren. Der
wesentlichste Vorteil umfaßt das Erreichen einer Steigerung der
Produktionsfähigkeit von Rasierklingen um etwa das Fünffache oder
darüber.
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Bei den Verfahren und Vorrichtungen des U.S. Patents 3.461.616
konnte festgestellt werden, daß der Schleifvorgang einen Faktor
darstellt, der eine Auswirkung auf die Gesamtwirksamkeit des
Herstellungsverfahrens hat. Oft bleibt durch den Schleifvorgang
ein Restgrat oder ein Grat an der Kante der geschliffenen
Oberfläche zurück und eine Entfernung des Grats erhöht die
Abnutzung der Schleifflächen in dem Eintrittsbereich der
Schleifeinrichtung, die für die grobgehonte Schliffläche sorgt.
Normalerweise sind ferner Selbstüberwachungs- und
Anpassungseinrichtungen zwischen den Schleif- und
Grobhonstationen angeordnet, um so Unregelmäßigkeiten an den
geschliffenen Flächen zu erkennen und um die geeigneten
Anpassungen der Schleifstation anzuzeigen, um die erkannten
Unregelmäßigkeiten auszugleichen. Die Überwachungs- und
Anpassungseinrichtungen sind teuer, hochentwickelt und sie können
eine einschränkende Wirkung auf die Produktionsfähigkeit haben.
Zwar sind die Verfahren und Vorrichtungen des U.S. Patents
3.461.616 sehr effizient und kosteneffektiv, so besteht im Fach
demgemäß doch ein Bedürfnis nach Verfahren und Vorrichtungen, die
für eine maximierte Effizienz und Kosteneffizienz bei der
Massenproduktion von Rasierklingen mit qualitativ hochwertiger
Leistung sorgen. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf
dieses Bedürfnis und stellt eine äußerst effiziente Antwort
darauf bereit.
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Bereitgestellt wird gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden
Erfindung, ein Verfahren zur Bereitstellung einer roh gehonten
geschliffenen Fläche an gegenüberliegenden Oberflächen eines
Schneideinstruments unter Verwendung eines Drehschleifrads,
gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: Drehen von
nebeneinanderliegenden Rädern in entgegengesetzte Richtungen um
zwei feste koplanare Achsen, die eine Ebene definieren, wobei
jedes Rad eine Axiallänge aufweist, mit einem Eintrittsende, an
dem die Räder einen verhältnismäßig hohen Grobheitsgrad
aufweisen, und danach haben die Räder progressiv abnehmende
Grobheitsgrade entlang ihren entsprechenden Längen;
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Bereitstellung einer geraden Bahn, um die gegenüberliegenden
Oberflächen des Schneideinstruments in eine schleifende Beziehung
mit den Rädern zu bewegen, und Bewegen der gegenüberliegenden
Oberflächen entlang der geraden Bahn in Kontakt mit den
Drehrädern, so daß der Kontakt der Räder mit den
gegenüberliegenden Oberflächen entlang der Axiallänge der Räder
eine schleifende Beziehung darstellt, wobei die Ebene und die
Bahn so angeordnet sind, daß zwischen der Ebene und der Bahn für
einen Neigungswinkel gesorgt ist, wodurch ein relativ geringer
Schleifwinkel an dem Eintrittsende bereitgestellt wird sowie
progressiv ansteigende Schleifwinkel entlang der Axiallänge des
Rads.
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Bereitgestellt wird gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden
Erfindung, eine Vorrichtung zur Erzeugung einer geschliffenen
Fläche an gegenüberliegenden Oberflächen eines
Schneideinstruments unter Verwendung eines Drehschleifrads,
dadurch gekennzeichnet, daß zwei nebeneinanderliegende
Schleifräder drehbar an zwei festen koplanaren Achsen angebracht
sind, welche eine Ebene definieren, wobei jedes Rad
Eintrittsenden und Austrittsenden aufweist, und wobei für einen
verhältnismäßig hohen Grobheitsgrad an dem Eintrittsende gesorgt
ist, sowie für progressiv abnehmende Grobheitsgrade in Richtung
des Austrittsendes, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der
Schleifräder in einem Winkel geneigt sind, in bezug auf die
genannte Bahn, und so daß die Ebene und die Bahn entlang der
Bewegungsrichtung des Schneideinstruments divergieren, und zwar
über die Schleifräder hinaus, wodurch die Räder für einen
verhältnismäßig geringen Schleifwinkel an dem Eintrittsende
sorgen, sowie für progressiv ansteigende Schleifwinkel in
Richtung des Austrittsendes.
Beschreibung der Zeichnungen
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Figur 1 zeigt eine schematische Seitenansicht der
Vorrichtung der vorliegenden Erfindung, die bei der Herstellung
von Rasierklingen verwendet wird;
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Figur 2 zeigt eine schematische Draufsicht auf zwei
Schleifräder, die bei der bevorzugten Ausführung der Erfindung
verwendet werden;
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Figur 3 zeigt eine schematische Seitenansicht der beiden
Schleifräder aus Figur 2;
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Figur 4 zeigt eine schematische Ansicht von rechts der
beiden Schleifräder aus Figur 2;
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Figur 5 zeigt ein vergrößertes Schema des Aufbaus einer
Schneidfläche einer Rasierklinge, die gemäß der Ausführung der
vorliegenden Erfindung hergestellt worden ist;
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Figur 6 zeigt ein vergrößertes Schema des Aufbaus einer
Schneidfläche einer Rasierklinge, die gemäß der Ausführung der
Erfindung des U.S. Patents 3.461.616 hergestellt worden ist;
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Figur 7 zeigt eine schematische, darstellende Draufsicht auf
die Schleifräder der Figuren 2-4, wobei die Abweichungen des
Grads der Abriebeigenschaften durch die Räder dargestellt wird;
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Figur 8 zeigt eine schematische Darstellung des
Schleifvorgangs, der von den Schleifrädern aus Figur 4 an einem
Querschnitt eines Rasierklingenstreifenmaterials ausgeführt wird;
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Figur 9 zeigt ein geometrisches Diagramm, welches das Profil
und die Anbringung der Räder aus Figur 2 darstellt; und
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Figur 10 zeigt eine genauere Seitenansicht einer
illustrativen Anordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei der
Verwendung bei der Herstellung von Rasierklingen.
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Die Figur 1 zeigt eine Anordnung einer Vorrichtung, die dafür
geeignet ist, an einer Kante einer Rasierklinge eine
Schneidoberfläche bereitzustellen, und zwar gemäß der Ausführung
der Erfindung. Ein Rasierklingenmaterial in der Form eines dünnen
Metallstreifens (10) mit einheitlicher Breite und mit einer
oberen Kante (12) und einer unteren Kante (12a), ist so
angeordnet, daß er entlang einer eine Ebene (14) definierenden
Bahn geführt wird, um so gegenüberliegende Oberflächen der Kante
(12) in eine schleifende Beziehung mit den Schleifstationen (16)
und (18) zu bewegen. Die Schleifstation (16) umfaßt zwei
Schleifräder (20) und (22) (Figuren 2-4). Jedes Rad (20) und (22)
ist um mit Zwischenabstand angeordnete, koplanare (vorzugsweise
parallele) Achsen (24) und (24a) (Figur 4a) drehbar, wobei die
Achsen eine Ebene definieren. Die Achsen (24) und (24a) sind so
angeordnet, daß sie einen Winkel (26) (Neigungswinkel) zwischen
der Ebene der Achsen (24) und (24a) und der Bahn der Oberkante
(12) (d.h., der Ebene (14)) bilden. Die Schleifräder (20) und
(22) sind vorzugsweise in nebeneinanderliegender
Zwischenanordnung angeordnet und haben die Fähigkeit,
gleichzeitig gegenüberliegende Oberflächen des Streifens (10)
nahe der Kante (12) mit einem verhältnismäßig hohen Grobheitsgrad
und mit einem verhältnismäßig kleinen Öffnungswinkel an deren
Eintritts- bzw. führenden Enden (28) (Figur 2) zu schleifen.
Danach wird der Streifen (10) von den Eintrittsenden (28) zu den
Austritts- oder hinteren Enden (30) der Räder (20) und (22)
geführt, wobei die Räder gleichzeitig die Oberflächenteile mit
progressiv abnehmenden Grobheitsgraden und mit progressiv größer
werdenden Öffnungswinkeln schleifen. Das Schleifen der
gegenüberliegenden Oberflächen an Station (16) sorgt für eine
grobgehonte Schliffläche (56) an gegenüberliegenden Oberflächen
der Schneidfläche (50) (Figur 5), wobei der Öffnungswinkel der
Schliffoberfläche bei Zunahme der Entfernung von der Kante (54)
progressiv abnimmt.
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Nach dem Austritt der Station (16) wird der Streifen (10) an die
Schleifstation (18) bewegt, wo die geschliffenen Schneidkanten
(52) für gegenüberliegende Oberflächen der Schneidfläche (50)
(Figur 5) bereitgestellt werden. Die geschliffenen Schneidkanten
(52) können durch eine Vorrichtung mit bekannter Konstruktion
bereitgestellt werden, wie etwa durch zwei nebeneinanderliegende
Schleifräder, die drehbar angebracht sind und die so angeordnet
sind, daß sie gegenüberliegende Oberflächen der Kante (12)
schleifen. Vorzugsweise werden die geschliffenen Schneidkanten
(52) gemäß der offenbarten Verfahren und Vorrichtungen des
vorgenannten U.S. Patents 3.461.616 bereitgestellt. Die
fertiggestellte Klinge umfaßt zwei geschliffene Flächen an jeder
gegenüberliegenden Oberfläche der Schneidfläche (50). Diese
geschliffenen Flächen sind in Figur 5 als grobgehonte,
geschliffene Flächen (56) und als geschliffene Schneidkanten (52)
dargestellt. Repräsentative Ausmaße der gegenüberliegenden
Oberflächen der Schneidfläche (50) der gemäß der Ausführung der
vorliegenden Erfindung hergestellten Rasierklingen liegen
zwischen etwa 0,025 cm (0,010 Inch) und etwa 0,064 cm (0,025
Inch). Repräsentative Ausmaße der geschliffenen Schneidkanten
(52) liegen zwischen etwa 0,00154 cm (0,0006 Inch) und etwa
0,02 cm (0,008 Inch), wobei die repräsentativen Ausmaße der
grobgehonten, geschliffenen Flächen (56) zwischen etwa 0,005 cm
(0,002 Inch) und etwa 0,062 cm (0,0244 Inch) liegen.
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In bezug auf die Figuren 2-4, weisen die Schleifräder (20) und
(22) einen modifizierten, konisch abgeschnittenen Aufbau auf,
wobei sie zur Drehung um mit Zwischenabstand angeordnete
parallele Achsen (24) und (24a) angebracht sind, um so für einen
Neigungswinkel (26) zwischen der Ebene der Achsen (24) und (24a)
und der Bahn der Kante (12) zu sorgen. Jedes Rad ist auf einer
Spindel (32) angebracht, welche Lagerhalterungen (34) und (36)
umfassen, wobei an jeder Spindel zwischen den Lagerhalterungen
und den Rädern ein Antrieb (38) positioniert ist. Die Spindeln
(32) sind zur Drehung in geeigneten Lagerblöcken (nicht
abgebildet) angebracht. Die Umfangsoberfläche jedes Rads weist
darauf ausgebildete Spiralen auf, um so eine Mehrzahl von
Kontaktflächen (40) zu definieren, welche Schleifoberflächen (42)
tragen oder diese bereitstellen. Die Schleifoberfläche (42) kann
eine der bekannten Güteklassen von Schleifmaterialen umfassen,
die zum Schleifen von Rasierklingenmetallen geeignet sind, wie
etwa Carbide, Nitride, Aluminiumoxid oder Diamant. Vorzugsweise
greifen die Räder miteinander ein, um so einen Berührungspunkt
(44) zu bilden (Figur 4), durch den der Streifen (10) läuft,
während er von einer Halteeinrichtung (46) gehalten wird, wie
dies am besten in Figur 4 dargestellt ist. Der Durchmesser jedes
Rads verändert sich entlang dessen Länge, so daß jedes Rad
wirksam konisch zuläuft und sich demgemäß der Winkel zwischen den
Schleifoberflächen (42) an dem Berührungspunkt (44) entlang der
axialen Länge der ineinander eingreifenden Räder (20) und (22)
ändert. An den Eintrittsenden (28) sind die Durchmesser der Räder
(20) und (22) am geringsten und danach vergrößern sich die
Räderdurchmesser progressiv zu den Austrittsenden (30), so daß
der Schleif-Öffnungswinkel an den Eintrittsenden (28)
verhältnismäßig gering ist, sich aber progressiv entlang der
Räderlängen zu den Austrittsenden (30) vergrößert.
Repräsentative, darstellende, verhältnismäßig geringe Schleif-
Öffnungswinkel liegen zwischen etwa 10º und etwa 17º und diese
geringen Öffnungswinkel erhöhen sich progressiv auf Schleif-
Öffnungswinkel von etwa 14,5º bis etwa 21,5º. Repräsentative,
darstellende Durchmesser für die Räder (20) und (22) an den
Eintrittsenden (28) liegen zwischen etwa 11,43 cm (4,5 Inch) und
etwa 16,5 cm (6,5 Inch) und repräsentative, darstellende
Durchmesser für die Räder an den Austrittsenden (30) liegen
zwischen etwa 11,68 cm (4,6 Inch) und etwa 16,76 cm (6,6 Inch).
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Wie dies in Figur 7 dargestellt wird, ist jedes Rad in Bereiche
(70, 72, 74 und 76) geteilt, wodurch für verschiedene
Grobheitsgrade für die Schleifoberflächen (42) in jedem Bereich
gesorgt wird. Der Grobheitsgrad der Schleifoberflächen (42) in
dem Bereich (70) ist relativ hoch, wohingegen der Grobheitsgrad
der Oberflächen (42) in den Bereichen (72, 74 und 76) progressiv
abnimmt. Auf diese Weise treffen die gegenüberliegenden
Oberflächenteile des Streifens (10) an den Eintrittsenden (28)
auf einen hohen Grobheitsgrad, wodurch die Oberflächen so
geschliffen werden, daß ausgleichend geschliffene Flächen an den
Oberflächen bereitgestellt werden, welche über die Länge der
Räder progressiv modifiziert werden, um so an den
gegenüberliegenden Oberflächenteilen, die von den Austrittsenden
(30) kommen, für grobgehonte, geschliffene Flächen zu sorgen.
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Der Schleifvorgang der Räder (20) und (22) kann in bezug auf
Figur 8 besser verstanden werden, wobei die Figur 8 den von den
Bereichen (70, 72, 74 und 76) (Figur 7) an einem Querschnitt des
Streifens (10) ausgeführten Schleifvorgang schematisch darstellt.
Wie darin ersichtlich ist, so entfernt der Bereich (70), der für
einen verhältnismäßig hohen Grobheitsgrad sorgt, in Verbindung
mit einem verhältnismäßig geringen Schleif-Öffnungswinkel die
Segmente (170), um so für geschliffene Flächen zu sorgen. Die
Bereiche (72, 74 und 76) sind jedoch mit progressiv abnehmenden
Grobheitsgraden versehen und mit progressiv zunehmenden Schleif-
Öffnungswinkeln, um so entsprechend die Segmente (172, 174 und
176) zu entfernen und um an den gegenüberliegenden
Kantenoberflächen für grobgehonte, geschliffene Flächen zu
sorgen. Demgemäß verbindet der Schleifvorgang der Räder (20) und
(22) wirksam das Schleifen der geschliffenen und der
grobgehonten, geschliffenen Flächen in einen einzelnen Vorgang.
Das Erscheinungsbild der resultierenden grobgehonten Flächen
hängt von den Differenzen ab, die zwischen den Schleif-
Öffnungswinkeln der Bereiche (70-76) bestehen und/oder von den
Differenzen zwischen den Grobheitsgraden jedes Bereichs. Wenn man
die resultierenden, an gegenüberliegenden Oberflächen der
Schneidfläche (50) grobgehonten Flächen mit bloßem Auge
betrachtet, so erscheinen diese als geschliffene Flächen mit
einer durchgehenden Oberfläche. Wenn man sie dann vergrößert
betrachtet, so erscheinen einige der grobgehonten Flächen, die
durch die Ausführung der Erfindung bereitgestellt worden sind,
eine Mehrzahl von einzelnen, nebeneinanderliegenden Flächen mit
schmalen Breiten umfassend. In dar bevorzugten Ausführung der
vorliegenden Erfindung sind die Breiten etwaiger einzelner,
nebeneinanderliegender geschliffener Flächen so schmal, daß sie
durch eine Vergrößerung nur schwer erkannt werden und die
grobgehonten, geschliffenen Flächen werden als im wesentlichen
ununterbrochene Oberfläche gesehen. Auf jeden Fall, stellt die
resultierende grobgehonte Fläche eine konvexe Oberfläche dar, bei
welcher der Öffnungswinkel der Oberfläche progressiv kleiner
wird, je größer die Entfernung von der Kante (54) (Figur 5) wird.
In der bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung umfassen
die grobgehonten, geschliffenen Flächen eine konvexe Oberfläche,
wie dies in Figur 5 dargestellt wird, bei welcher der
Öffnungswinkel im wesentlichen kontinuierlich abnimmt, je größer
die Entfernung von der Kante (54) wird.
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Durch bezug auf die Figuren 5 und 6 werden die Unterschiede
zwischen den erfindungsgemäß hergestellten Rasierklingen und den
durch bekannte Produktionsverfahren hergestellten Rasierklingen
deutlicher. Die Figur 6 zeigt schematisch den Aufbau einer
Schneidoberfläche (50a) einer Rasierklinge, die gemäß der
Erfindung des U.S. Patents 3.461.616 hergestellt worden ist. Wie
in Figur 6 ersichtlich ist, umfaßt die Schneidoberfläche (50a)
die geschliffenen Schneidkanten (52a) an gegenüberliegenden
Oberflächen der Schneidoberfläche (50a). Die geschliffenen
Schneidkanten (52a) sind konvexe Oberflächen, wobei der
Öffnungswinkel der konvexen Oberflächen progressiv abnimmt, je
größer die Entfernung von der Kante (54a) wird. Die
Schneidoberfläche (50a) umfaßt ferner deutlich grobgehonte und
grobgeschliffene Flächen an gegenüberliegenden Oberflächen. Die
Öffnungswinkel dieser geschliffenen Flächen sind im wesentlichen
gerade und sind für jede geschliffene Fläche geringer, je größer
die Entfernung von der Kante (54a) ist. Demgemäß umfaßt die
Schneidoberfläche (50a) drei visuell deutliche, geschliffene
Flächen, die durch die Vorgänge des Schleifens, Grobhonens und
Schlußbehandlungs-Honens bereitgestellt werden. Im Gegensatz
dazu, umfaßt die Schneidoberfläche (50) aus Figur 5 nur zwei
geschliffene Flächen an gegenüberliegenden Oberflächen, die
grobgehonten, geschliffenen Flächen (56) und die geschliffenen
Schneidkanten (52) und beide geschliffene Flächen weisen konvexe
Oberflächen auf, so daß der Öffnungswinkel der Oberflächen der
geschliffenen Flächen progressiv abnimmt, je größer die
Entfernung von der Kante (54) wird. Die gegenüberliegenden
konvexen Oberflächen sorgen für eine Schneidoberfläche mit einer
verhältnismäßig dünnen Schneidkante, sowie mit einer verbesserten
Profilstärke der Schneidoberfläche, wodurch für bessere
Leistungsmerkmale bezüglich der Rasierleistung und der
Haltbarkeit gesorgt wird.
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Wie dies bereits erwähnt worden ist, sind die Ebene der Achsen
(24) und (24a) und die Bahn der Kante (12) so angeordnet, daß sie
für einen Neigungswinkel (26) sorgen. Wie dies in den Figuren 3
und 4 dargestellt wird, ist der Neigungswinkel (26) umgekehrt in
bezug auf den Neigungswinkel der Räder, die in den Figuren 3 und
4 des U.S. Patents 3.461.616 dargestellt sind. Die Kombination
des umgekehrten Neigungswinkels und der Konstruktionsmerkmale der
erfindungsgemäßen Schleifeinrichtung, wirkt so zusammen, daß eine
äußerst effiziente und schnelle Metallentfernung bereitgestellt
wird, und zwar in der in der Figur 8 dargestellten Weise. Wie
dies in Figur 8 dargestellt wird, entfernt der Schleifvorgang,
der durch das Zusammenwirken des Neigungswinkels und der
Schleifeinrichtung erreicht wird, Metall von gegenüberliegenden
Oberflächen des Streifens (10). Auf diese Weise werden progressiv
geringere Mengen von Metall von den gegenüberliegenden
Oberflächen entfernt, wenn die Oberflächen in Richtung der
Austrittsenden (30) der Räder (20) und (22) bewegt werden.
Demgemäß sind die Bereiche (70) und (72), welche die höheren
Grobheitsgrade aufweisen, so angeordnet, daß sie bei der Ausübung
der ihnen gegebenen Funktion eine maximale Effizienz erreichen
und größere Metallmengen entfernen. Die Bereiche (74) und (76),
welche geringere bzw. feinere Grobheitsgrade aufweisen, entfernen
geringere Metallmengen und der feinere Schleifvorgang in diesen
Bereichen wird progressiv zu der Kante geführt. Der durch das
Zusammenwirken des Neigungswinkels mit den Konstruktionsmerkmalen
der Schleifeinrichtung erreichte Schleifvorgang ermöglicht es,
daß der Streifen (10) mit höheren Geschwindigkeiten durch die
Räder (20) und (22) bewegt werden kann. Der umgekehrte
Neigungswinkel (26) kann über einen weiten Bereich variiert
werden, abhängig von verschiedenen Faktoren, einschließlich der
Länge bzw. des Durchmessers der Räder, der Ausrichtung der Achsen
der Räder, oder von Abweichungen der Schleifwinkel, oder von dem
in den Bereichen der Schleifräder gewünschten Grobheitsgraden.
Illustrative, geeignete Umkehrneigungswinkel (26) umfassen Winkel
zwischen etwa 0,3º und etwa 10º und vorzugsweise zwischen etwa
0,5º und etwa 5º.
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Die Figur 9 zeigt die Geometrie des Neigungswinkels (26) eines
der Schleifräder (20) bzw. (22) relativ zu der Bahn der Kante
(12) der Klinge (10). Wie dies in der Abbildung dargestellt ist,
wird der geringere bzw. Eintrittsumfang des Rads an dem
Eintrittsende (28) durch einen Bogen bzw. eine Ellipse (60)
angezeigt, während der größere bzw. Austrittsumfang an dem
Ausgangsende (30) durch einen Bogen bzw. eine Ellipse (62)
angezeigt wird. Ein Mittelumfang wird als ein Bogen bzw. eine
Ellipse (64) angezeigt. Die Bahn der Klingenkante (12) (und die
Ebene (14)) stehen senkrecht zu der Linie (66) und zu dem Papier.
Die Achse (24) (oder (24a)) des Rads wird durch die Linie (68)
angezeigt, und die Position der Achse (24) in der Längsrichtung
an dem Eintrittsende (28) des Rads wird an dem Punkt C angezeigt,
während die Position der Achse (24) (oder (24a)) an dem
Austrittsende (30) an dem Punkt A angezeigt wird. Zusätzliche
Einzelheiten der besonders bevorzugten Ausführungen der Erfindung
sind in dem folgenden, illustrativen und nicht einschränkenden
Beispiel beschrieben.
Beispiel 1
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Die Anordnung der in diesem Beispiel verwendeten besonders
bevorzugten Vorrichtung wird in Verbindung mit den Figuren 1, 2,
3, 7 und 10 beschrieben. Wie dies dargestellt ist, umfaßt die
Schleifstation (16) zwei nebeneinanderliegende, verbundene
Spiralräder, umfassend das Spiralrad (20), das in Verbindung mit
einem anderen Spiralrad (22) angeordnet ist, wie dies in den
Figuren 2, 3 und 10 dargestellt ist. Es werden
Mehrfachspiralräder bevorzugt, wie etwa Doppel-, Dreifach-,
Vierfach-Spiralräder usw., da diese für eine vollständig
ausgeglichene Metallentfernung sorgen, ohne einen Grat, sowie für
eine gleichmäßige Radabnutzung. Außerdem sorgen
Mehrfachspiralräder für eine engere Berührung mit größeren
Normalkräften auf die Schleifteilchen, was so zu einer erhöhten
Metallentfernung und höheren Klingengeschwindigkeiten führt.
Ferner kann die engere Berührung die Räderabnutzung verringern.
Jedes Rad (20) und (22) war zwischen etwa 16,5 cm (6,5 Inch) und
etwa 19,05 cm (7,5 Inch) lang und hatte einen
Eintrittsdurchmesser zwischen etwa 15,25 cm (6,0 Inch) und etwa
14,6 cm (5,75 Inch), einen Austrittsdurchmesser zwischen etwa
15,37 cm (6,05 Inch) und etwa 14,73 cm (5,80 Inch) und eine
Gesamtkonizität (hyperbolisch) zwischen etwa 0,05 cm (0,02 Inch)
und etwa 0,127 cm (0,05 Inch) oder zwischen etwa 0,025 cm (0,01
Inch) und etwa 0,064 cm (0,025 Inch) pro Seite. Die Achsen (24)
und (24') jedes Rads waren in einer gemeinsamen Ebene angeordnet,
um für einen Neigungswinkel (26) zwischen etwa 0,75º und etwa
1,25º relativ zu der Bahn der Kante (12) zu sorgen. Der
Neigungswinkel sorgt bei jedem Rad für einen Eintrits-
Schleifwinkel zwischen etwa 5,5º und etwa 8º an dem Eintrittsende
(28) und für einen Austritts-Schleifwinkel zwischen etwa 8,0º und
etwa 10,0º an dem Austrittsende (30).
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Jedes Rad (20) und (22) war in vier Bereiche unterteilt, wie dies
in der Figur 7 dargestellt ist. Bei den bevorzugten
Schleifmaterialen zur Verwendung mit den Rädern (20) und (22)
handelt es sich um kunstharzverleimtes oder keramisch gebundenes
kubisches Bornitrid. Vorzugsweise umfaßt der Bereich (70) (Figur
7) neben dem Eintrittsende (28) zwischen 6 und 8 Kontaktflächen
(40), wobei jede Kontaktfläche (40) eine Schleifoberfläche (42)
getragen hat, welche ein kunstharzverleimtes Schleifmaterial
aufwies, mit einer durchschnittlichen Teilchengröße zwischen etwa
50 und etwa 70 Mikron, um dadurch den Bereich (70) mit einem
verhältnismäßig hohen Grobheitsgrad zu versehen. Der Bereich (72)
umfaßt vorzugsweise zwischen 5 und 6 Kontaktflächen (40), die
schleifoberflächen (42) aufweisen, wobei jede Oberfläche ein
kunstharzverleimtes Schleifmaterial mit einer durchschnittlichen
Teilchengröße zwischen etwa 20 und etwa 40 Mikron aufweist. Der
Bereich (74) umfaßt vorzugsweise etwa 3 bis 4 Kontaktflächen
(40). Das kunstharzverleimte Schleifmaterial jeder
Schleifoberfläche (42) in dem Bereich (74) wies einen
durchschnittlichen Teilchendurchmesser zwischen etwa 10 und etwa
20 Mikron auf. Der Bereich (76) umfaßt vorzugsweise zwischen etwa
0,5 bis etwa 2 Kontaktflächen, wobei jede Schleifoberfläche (42)
des Bereichs (76) kunstharzverleimtes Schleifmaterial aufwies,
mit einer durchschnittlichen Teilchengröße zwischen etwa 5 und
etwa 7 Mikron. Die bevorzugte Breite der Schleifoberflächen (42)
liegt zwischen etwa 0,254 cm (0,1 Inch) und etwa 0,508 cm (0,2
Inch).
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Der Oberflächenaufbau jedes vorstehend beschriebenen Rads war
wesentlich modifiziert (bzw. zugerichtet), gemäß der in dem
gemeinschaftlichen U.S. Patent 3.566.854 offenbarten und
beanspruchten Verfahren, um so für eine im wesentlichen gerade
Schnittpunktlinie zwischen den beiden Rädern zu sorgen. Das U.S.
Patent 3.56.854 ist hierin durch Verweis in seiner Gesamtheit mit
enthalten. Die beiden Räder waren an den Schleifstationen (16) in
Lagerblöcken angebracht, so daß ihre Achsen parallel und geneigt
waren, um so für einen Umkehrneigungswinkel (26) von etwa 1º
relativ zu der Ebene (14) zu sorgen. Auf die Räder wurde ein Fett
aufgetragen und die Räder wurden leicht in die Klingenkante (12)
eingeführt, um so die genaue Schleifkopfeinstellung zu bestimmen.
Die Einstellung der Spindeln (32) wurde dann angepaßt, um einen
einheitlichen Klingenkantenkontakt über die gesamte Länge der
Räder zu erreichen.
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In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung umfaßt die
Schleifstation (18) die Feinhonungs-Schleifeinrichtung aus dem
U.S. Patent 3.461.616. Eine repräsentative, bevorzugte
Feinhonungs-Schleifeinrichtung umfaßt zwei nebeneinanderliegende,
verbundene Spiralräder, umfassend das Rad (120), das mit dem
anderen nebeneinanderliegenden, verbundenen Rad in einer Weise
angeordnet ist, wie dies in dem U.S. Patent 3.461.616 beschrieben
und dargestellt ist. Jedes Rad war zwischen etwa 2,5 und etwa 3,5
Inch lang und umfaßte zwischen etwa 5 und etwa 7 Kontaktflächen
(140) und jede Kontaktfläche (140) trug eine Schleifoberfläche
(142) mit einem kunstharzverleimten, festen, Metalloxid-
Schleifmaterial, mit einer durchschnittlichen Teilchengröße
zwischen etwa 7 und etwa 9 Mikron. Der Eintrittsdurchmesser jedes
Rads lag zwischen etwa 15,24 cm (6,0 Inch) und etwa 13,97 cm (5,5
Inch), der Austrittsdurchmesser lag zwischen etwa 14,99 cm (5,9
Inch) und etwa 13,72 cm (5,4 Inch) und die Gesamtkonizität
(hyperbolisch) jedes Rads lag zwischen etwa 0,229 cm (0,09 Inch)
und etwa 0,279 cm (0,11 Inch) oder zwischen etwa 0,114 cm (0,045
Inch) und etwa 0,14 cm (0,055 Inch) pro Seite. Die Achsen (124)
der Räder (120) und des nebenliegenden, verbundenen Spiralrads
(nicht abgebildet) waren so angeordnet, daß sie für einen
Neigungswinkel (126) zwischen etwa 4,5º und etwa 5,5º relativ zu
der Bahn der Kante (12) sorgten. Dieser Neigungswinkel sorgte für
einen Öffnungs-Eintrittsschleifwinkel für jedes Rad zwischen etwa
26º und etwa 32º an den Eintrittsenden (128) und für einen
Öffnungs-Austrittswinkel zwischen etwa 16º und etwa 20º an dem
Austrittsende (130) für jedes Rad.
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Jedes Rad war an einer Spindel (132) angebracht, welche
Lagerhalterungen (134, 136) aufwies, wobei an jeder Spindel
zwischen den Lagerhalterungen und den Rädern ein Antrieb (138)
angeordnet war. Die Spindeln (132) waren zur Drehung in
geeigneten Lagerblöcken (nicht abgebildet) angebracht. Der
Durchmesser jedes Rads veränderte sich entlang dessen Länge, so
daß jedes Rad wirksam konisch zulief. Demgemäß veränderte sich
der Schleifwinkel zwischen den Schleifoberfächen (142) an der
Berührungsstelle, die zwischen den verbundenen Rädern gebildet
war, entlang der Länge des Rads (120) und des nebenliegenden,
verbundenen Rads (122). Wie dies bereits erwähnt worden ist, war
der Schleifwinkel an den Eintrittsenden (128) der Räder größer
als der Schleifwinkel an den Austrittsenden (130). Auf diese
Weise wurde die Kante (12) anfangs bei einem verhältnismäßig
großen Schleif-Öffnungswinkel geschliffen und der Schleif-
Öffnungswinkel nimmt progressiv ab, je weiter die Kante (12) zu
den Austrittsenden (130) der Räder bewegt wird. Wie dies in dem
U.S. Patent 3.461.616 offenbart wird, so sorgt der an der
Schleifstation (18) erreichte Schleifvorgang für feingehonte bzw.
geschliffene Kantenflächen (52) (Figur 5) an gegenüberliegenden
Kantenoberflächen der Schneidoberfläche (50) . Die geschliffenen
Kantenflächen (52) umfassen konvexe Oberflächen, wobei der
Öffnungswinkel der geschliffenen Oberflächen progressiv und im
wesentlichen ununterbrochen abnimmt, je größer die Entfernung von
der Kante (54) wird.
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Bei einem repräsentativen, umfangreichen, On-Line-Rasierklingen-
Versuchsprodroduktionslauf, umfassend die vorstehend
beschriebenen Schleifstationen (16) und (18), ist ein
Klingenstreifen mit einer Geschwindigkeit von etwa 160 Fuß je
Minuten durch die Stationen geführt worden. Die Räder (20) und
(22) sind in entgegengesetzten Richtungen mit Geschwindigkeiten
von etwa 4500 U/min gedreht worden und die Räder (120) und (122)
sind in entgegengesetzten Richtungen mit Geschwindigkeiten von
etwa 3600 U/min gedreht worden, um in nach unten gehender
Richtung von entgegengesetzten Seiten in Kontakt mit der
Klingenkante (12) zu gelangen. Die repräsentative
Produktionsleistung lag bei etwa 76.800 Klingen in der Stunde.
Ferner wurden fortlaufend Klingen mit einer einheitlich hohen
Qualität bei hohen Produktionsleistungen über ausgedehnte
Zeiträume hergestellt, ohne eine Unterbrechung des Laufs zur
Gerätewartung oder für Anpassungen, wie etwa ein Wiederausrichten
der Räder. Die durchschnittliche ununterbrochene Betriebszeit für
eine Reihe von Versuchsläufen lag bei etwa 8 Stunden, jedoch
liefen einige Versuchsläufe ununterbrochen über 8 Stunden und
mehr, ohne eine Auswirkung auf die hohe Qualität der Klingen. Auf
der Basis der Versuchsläufe stellt die Erfindung dem Fach
verhältnismäßig einfache, aber äußerst effiziente, sehr
kosteneffiziente Verfahren und Vorrichtungen dar, für die
Hochgeschwindigkeits-Massenproduktion von Rasierklingen, die eine
ausgezeichnete Kombination von Leistungsmerkmalen aufweisen.
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Die vorstehende Beschreibung der Erfindung bezog sich auf eine
Ausführung, die eine Schneidoberfläche (50) mit grobgehonten,
geschliffenen Flächen (56) und geschliffenen Schneidkanten (52)
an gegenüberliegenden Oberflächen der Oberkante (12) des
Streifens (10). Die Erfindung kann aber auch eine ähnliche
Schneidoberfläche an der Unterkante (12a) bereitstellen, um so
Rasierklingen mit Doppelkanten bereitzustellen. Bei On-Line-
Versuchsproduktionsläufen zur Herstellung von erfindungsgemäßen
Rasierklingen mit zwei Kanten, waren zwei nebeneinanderliegende,
miteinander verbundene Räder, die im wesentlichen identisch mit
den Rädern (20) und (22) der Station (16) (Figuren 2, 3 und 10)
waren, in schleifender Beziehung mit der Unterkante (12a) im
wesentlichen in der gleichen Weise angeordnet, wie dies
vorstehend für die Anordnung der Räder (20) und (22) für die
Oberkante (12) beschrieben worden ist. Jedoch war die Ebene der
Achsen der Räder für das Schleifen der Kante (12a) umgekehrt. Mit
anderen Worten, wurde die Kante (12a) im wesentlichen dem
gleichen Schleifvorgang ausgesetzt wie dieser durch die Räder
(20) und (22) an der Kante (12) durchgeführt worden ist. Jedoch
war die Ebene der Achsen der Räder zum Schleifen der Kante (12a)
nach oben geneigt, in Richtung der Bahn der Kante (12a) (d.h.,
der Ebene (14)), um so den gleichen Neigungswinkel
bereitzustellen, wie er durch Neigung der Ebene der Achsen (24)
und (24a) der Räder (20) und (22) zu der Bahn der Kante (12)
erreicht worden ist, wie dies in den Figuren 3 und 10 dargestellt
ist. Bei den On-Line-Versuchsproduktionsläufen wurden zwei
nebeneinanderliegende, miteinander verbundene Räder, die im
wesentlichen identisch mit den Rädern (120) und (122) (Figur 10)
waren, nach der Station (18) positioniert, um so an der
Oberfläche (12a) die geschliffenen Schneidkanten (52)
bereitzustellen. Die Räder waren im wesentlichen in der gleichen
schleifenden Beziehung mit der Kante (12a) angeordnet wie dies
für die Räder (120) und (122) beschrieben worden ist. Jedoch war
die Ebene der Achsen der Räder, welche die Oberfläche (12a)
schleifen, nach unten geneigt, weg von der Ebene der Bahn der
Kante (12a), um so den gleichen Neigungswinkel bereitzustellen,
wie er durch Neigung der Ebene der Achsen (124) nach oben, weg
von der Bahn der Kante (12), erreicht worden ist, wie dies in
Figur 10 dargestellt ist. Die durchschnittliche
Produktionsleistung der zweikantigen Rasierer lag bei dem On-
Line-Versuchsproduktionslauf bei etwa 36.000 Klingen pro Stunde.
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Aus der vorstehenden Beschreibung wird deutlich, daß die
Verfahren und Vorrichtungen der Erfindung wesentliche und
unerwartete Vorteile bieten. Die Kombination des
Umkehrneigungswinkels, zusammen mit der Fähigkeit der
Schleifeinrichtung die Kante eines Klingenmaterials zu schleifen
mit gleichzeitig progressiv abnehmenden Grobheitsgraden bei
progressiv steigenden Schleif-Öffnungswinkeln, verbindet die
Schleif- und Grobhonungsvorgänge wirksam zu einem einzigen
Vorgang. Die Verwendung der Spiralräder sorgt für ein vollständig
ausgeglichene Metallentfernung und eine gleichmäßige
Räderabnutzung. Ferner sorgen die Spiralräder für eine engere
Berührung, was zu einer schnelleren Metallentfernung führt und zu
höheren Klingengeschwindigkeiten und die engere Berührung
reduziert ferner die Auswirkungen der Räderabnutzung. Diese
Merkmale wirken mit dem Umkehrneigungswinkel und der
Schleiffähigkeit zusammen, um für einen Schleifvorgang zu sorgen,
der äußerst zuverlässig und effizient ist und der die
Notwendigkeit für eine Selbstregelungseinrichtung beseitigt, die
zur Zeit zur Überwachung und Regelung der Schleif- und
Grobhonvorgänge verwendet wird. Außerdem ist der durch die
vorliegende Erfindung erzielte Schleifvorgang so gestaltet, daß
der grobere Schleifvorgang die größten Teile des Metalls in eine
Richtung in die Streifenkante entfernt, während der feinere
Schleifvorgang die geringeren Teile des Metalls entfernt und
ebenfalls in die Kante gerichtet ist. Dieser Schleifvorgang sorgt
für eine höchst effiziente Metallentfernung bei gesteigerten
Hochgeschwindigkeiten. Demgemäß sorgen die Verfahren und
Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung zur Zeit der
vorliegenden Erfindung für unerwartete Vorteile gegenüber im Fach
bekannten Verfahren und Vorrichtungen.