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Schleifen von Messerklingen, insbesondere von Klingen für Rasierhobel
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Schleifen von Messerklingen, insbesondere
von Klingen für Sicherheitsrasierapparate, sogenannten Rasierhobeln, und auf eine
zur Ausführung des Verfahrens geeignete Maschine. Die Erfindung besteht darin, daß
die Klinge mit der einen vorher irgendwie hergestellten Schneidefläche zur Herstellung
der anderen Schneidefläche sich an ein Widerlager gleicher oder annähernd gleicher
Krümmung anlehnt, in das die Schleifscheibe eindringt, so daß die auf diese Weise
erzielte vollkommene Unterstützung der rückseitigen Schneidefläche bis zum äußersten
Flächenende (Schneide) jede Gratbildung verhindert.
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Zur Ausführung des Verfahrens kann eine Einrichtung dienen, bei der
als Widerlager eine auswechselbare Stütze dient, die verschiebbar ist, um nach Ausschleifen
der Unterstützungsstelle beim Herstellen einer Klingenschneide durch Verschiebung
neues Fleisch zur Unterstützung einer neuen Schneide an Ort und Stelle zu bringen.
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Die Erfindung ermöglicht es, schon beim Schleifen der Klinge eine
vollständig scharfe Schneide ohne jeden Grat zu erzielen. Es erübrigt sich daher,
nicht nur. das namentlich bei automatischen Maschinen lästige, nach dem Schleifprozeß
einsetzende Beseitigen des Grates, sondern es wird durch die Erfindung auch eine
höhere Leistung bei gleichzeitiger Verbesserung der Güte des verarbeiteten Werkstückes
erzielt. Denn der bisher nach dem Schleifen auf irgendeine Weise zu entfernende
Schleifgrat hinterläßt immer eine seiner Stärke entsprechende stumpfe Schneide,
die erst durch ein lange dauerndes Polieren gebrauchsfähig wird. Wenn die Schneide
aber, wie bei der Erfindung, gleich von Anfang an scharf ausgeschliffen wird, so
genügt ein leichtes Feinpolieren zur Fertigstellung, wodurch die sehr empfindliche
Schneide wirksam geschont wird.
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Mit Grat bezeichnet man bei: Schneidwerkzeugen das beim Schleifen
an der Schneide des Werkstückes stehenbleibende äußerst dünne Metallblatt, das unter
dem Schneiddruck ausweicht. Ein Grat bildet sich dann besonders leicht, wenn die
die Schneide bilienden Schneideflächen des Werkstückes einen sehr spitzen Winkel
bilden, wie dies bei Messerklingen und ähnlichen Schneidwerkzeugen der Fall ist.
Die vorsichtige Beseitigung des Grates einer Schneide ist daher Bedingung für einen
guten Schnitt. Durch die Erfindung soll nun erreicht werden, daß sich beim Schleifen
der Schneide überhaupt kein Grat mehr bilden kann.
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Dieses wird nachderErfindung dadurch verwirklicht, daß bei der Bearbeitung
der Vor-= derseite der Klinge ihre Rückseite der ganzen Länge nach und mindestens
bis zu dem Punkt, an dem die endgültige Schneide liegt, durch eine Unterlage abgestützt
wird, die man zusammen mit der Klinge bis zur endgültigen Schneide abschleift.
In
den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt.
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Abb. i zeigt die wesentlichen Teile einer Schleifmaschine in Seitenansicht,
und Abb. 2 gibt eine Draufsicht wieder. Abb. 3 ist eine perspektivische Ansicht
der Maschine, wobei die links von der Linie X-X (Abb. i) liegenden Teile weggelassen
sind. Abb. 4 zeigt in Ansicht eine Rasierklinge bekannter Art, Abb. 5 stellt die
geometrischen Verhältnisse beim Arbeitsgang dar.
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In den einzelnen Abbildtungen sind die gleichen Teile mit gleichen
Bezugszeichen versehen. In dem Maschinenbett i ist in einer Führung 2 ein Schlitten
3 wagerecht verschiebbar gelagert. In den Lagern 4 und 5 des Schlittens ruht frei
drehbar die Welle 6. Die Welle 6 weist einen Bund 7 auf, an dem sich die Schleifscheibe
8 anlegt. Neben der Schleifscheibe sitzt auf der Welle die durch Gewinderinge io
und ii fest gegen die Scheibe 8 und den Bund 7 gepreßte Antriebsriemenscheibe g.
Bei Drehung der Riemen- -I, scheibe g wird demnach die Schleifscheibe 8 und die
Welle 6 mitgenommen.
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Mit dem Bett i ist ein kleineres Führungsbett 12 fest verbunden, das
in einem entsprechenden Ausschnitt den Rahmen 13 für den Klingenhalter aufnimmt.
Der Rahmen 13 ist längs des Bettes i2 verschiebbar und läßt sich mittels
Schrauben 14 und 14! an beliebiger Stelle feststellen. In dem Rahmen 13 sind zwei
gleichachsig angeordnete Spitzschrauben i5- und 16 vorgesehen, die ein Klötzchen
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drehbar zwischen sich einschließen, das in bestimmter Lage durch die Schrauben
festgelegt werden kann. An dem Klötzchen 17 ist seitlich ein Federblatt.2o befestigt,
das den Klingenhalter trägt. Der Klingenhalter besteht aus zwei Klemmbacken ig,
21, die durch eine Achse 22 scharnierartig miteinander verbunden sind und durch
eine Mutter 24 und Bolzen 51 in Klemmstellung gehalten werden. Zwischen dem Backen
ig und 21 ist die zu schleifende Klinge 23 eingelegt. Zur Sicherung der richtigen
Höhenlage der Klinge zwischen den Klemmbacken ig, 21 greifen in die beiden Klingenlöcher
52 und 52 (Abb. 4) die an der Innenfläche der Backe ig vorgesehenen Stifte 25 und
25' ein.
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Mit dem Bett ist ein Lagerbock 26 fest verschraubt, in dessen Lagern
27 und 27' eine Welle 28 parallel und in gleicher Achshöhe mit Schleifscheibenwelle
6 drehbar gelagert ist. Die Welle 28 trägt eine Stützwalze 2,9, die auf ihrem äußeren
Umfang einen Ausschnitt 3o aufweist. Dieser Ausschnitt ermöglicht es, daß die Schleifscheibe
8 etwas über den Umfang der Stützwalze 29 hinweggreift. Mit der Welle 28 ist durch
Stifte eine Schurrolle 31 verbunden, die einerseits mittels der Kupplungszähne 32
mit der Stützwalze 29 gekuppelt ist und andererseits eine Schneckenradzahnung 33
trägt, in die eine Schnecke 34 eingreift. Auf der Rolle 31 ist eine an ein Gewicht
36 angelenkte Schnur 35 aufgewickelt.
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Der Schlitten 3 ist mit einem nach unten ragenden Anschlag 37 versehen,
in den eine Spiralfeder 38 eingreift, deren Druck durch eine am Bett i angeordnete
Stellschraube 39 regelbar ist. Die Feder 38 hält den Anschlag 37 und damit den Schlitten
3 in stetem Eingriff mit einer Kurvenscheibe 4o, die mit einer im Bett i gelagerten
und mit beliebigen Mitteln in langsame Drehung versetzten Welle 41 fest verbunden
ist. Auf der Welle 41 ist eine zweite Kurvenscheibe 42 angeordnet. Letztere weist
eine Nase 43 auf, der bei jeder Umdrehung der Welle eine im Bett i gelagerte Stoßstange
44 nach rechts verschiebt, wobei ihr anderes Ende auf den einen Arm eines lose auf
der Welle 46 sitzenden Winkelhebels 45 einwirkt, der sich dadurch um einen kleinen
Betrag um die Welle 46 dreht. Der andere Arm des Winkelhebels 45 trägt eine Klinke
47, die in ein auf Welle 46 festsitzendes Klinkenrad 48 eingreift und durch eine
Blattfeder 49 ständig an letzteres angedrückt wird. Eine Zugfeder 5o hält den Winkelhebel
45 in steter Berührung mit der Stange 44 und diese mit der Kurvenscheibe 42. Mit
der im Lagerbock 26 gelagerten Welle 46 steht die bereits erwähnte Schnecke 34 in
fester Verbindung.
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Die Arbeitsweise der Maschine ist folgende: Die Scheibe 8 wird durch
einen auf die Riemenscheibe g aufgelegten, nicht dargestellten Riemen entgegengesetzt
dem Uhrzeigersinne in rasche Drehung versetzt. Bei dieser Bewegung der Scheibe 8
dreht sich die Welle 41 langsam, und zwar im Uhrzeigersinne, und in gleicher Weise
laufen die Kurvenscheiben 40 und 42 um. In der in Abb. i dargestellten Stellung
gleitet gerade die Stelle des kleinsten Ausschlages der Kurvenscheibe 4o an dem
Anschlag 37 entlang und der Schlitten 3 steht in seiner dem Abstützzylinder 29 am
meisten genähertcn Stellung. In dieser Stellung ist gerade eine Klinge fertig bearbeitet.
Während sich nun die Kurvenscheibe 40 um eine Viertelumdrehung im Uhrzeigersinne
weiterbewegt, wird diejenige Stelle der Scheibe, die den größten Ausschlag aufweist,
wirksam und die Schleifscheibe 8 wird von der Klinge 23 weggezogen, so daß der Klingenhalter
nach Lösen der Schrauben 14 und 14! entfernt und durch einen gleichen, mit einem
neuen zu bearbeitenden Werkstück versehenen ersetzt werden .kann.
Während
sich die Kurvenscheibe 4o um eine Vierteldrehung weiterdreht, bewegt sich die Schleifscheibe
8 wieder langsam auf die Stützwalze 29 zu. Während des Vorbeigleitens des größten
Ausschlages der Kurvenscheibe 4o an dem Anschlag 37 ist auch die Nase 43 der Kurvenscheibe
42 zur Wirkung gelangt und hat über die Stoßstange 44, das Klinkengetriebe 45, 47,
48, die Welle 46 und das Schneckengetriebe 33, 34, die Stützwalze 29 Um einen kleinen
Betrag im Uhrzeigersinne gedreht. Die Zugfeder 5o bringt dann die Schaltklinke 47
und die Stoßstange 44 wieder in .ihre normale Lage zurück. Der Zweck der Drehung
der Walze 29 vor Beginn eines neuen Arbeitsspieles wird weiter unten erläutert.
Es sei noch bemerkt, daß während der dritten und vierten Vierteldrehung der Kurvenscheibe
4o nach und nach Stellen mit geringeren Ausschlägen am Anschlag 37 vorbeigleiten,
so daß die Schleifscheibe 8 langsam gegen die neueingespannte Klinge vorgeschoben
wird und diese bis zur Fertigstellung bearbeitet, worauf das Arbeitsspiel von neuem
beginnt.
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In Abb.5 sind die wesentlichen Bearbeitungsvorgänge etwas genauer
dargestellt. In dieser Abbildung bezeichnet 8 wiederum die Schleifscheibe; IbisVkennzeichnenfünfbesondere
Stellungen der Schleifscheibe, auf deren Weg von der Annäherung an die Klinge von
ihrer äußersten Stellung I bis zur innersten Stellung V, bei der der Vorschub beendet
und ein Arbeitsspiel durchgeführt ist. Die Klinge 23 wird in fertig geschliffener
Form von den Zeichen A, N, L, D, E begrenzt, während die ursprüngliche Form
vor der Bearbeitung durch den Linienzug A B C D E angedeutet ist. Es ist
also eine Klinge dargestellt, deren eine Schneidefläche C D E bereits geschliffen
ist, deren andere A B aber noch bearbeitet werden muß. Die Stützwalze 29 dient dabei
der Klinge als Widerlager während des Schleifvorganges. Die Stützwalze ist auf ihrem
Umfang an der Stelle K L oder, nach den anderen Abbildungen, 3o ausgeschnitten.
Dieser Ausschnitt ist aus dem ursprünglichen Ausschnitt K T 0 dadurch entstanden,
daß die Stützwalze vor der Bearbeitung der Klinge um einen kleinen Betrag,
z. B. L G, d. h. um den Winkel d im Uhrzeigersinne gedreht wird. Der Ausschnitt
K T 0 rührt daher, daß bei der Bearbeitung der ersten Klinge die Schleifscheibe
so weit gegen die Stützwalze geschaltet wurde, daß die Schneidkante L der Klinge
auf die Mittellinie P der Klinge fiel, wobei dann das Material K .T 0 K herausgeschliffen
wurde. Wird nun nach Bearbeitung je einer Klinge die Stützwalze um den Winkel 8
gedreht, so erweitert sich der Ausschnitt K L immer mehr, da jedesmal ein
weiteres Stück C' r H L aus. dem Umfang herausgeschliffen wird, bis dieser
schließlich ganz aufgebraucht ist und eine neue Stützwalze vom ursprünglichen Durchmesser
eingesetzt werden muß. Die Eindringtiefe 0 R - a. der Schleifscheibe hängt
dabei von der Größe des Schneideflächenwinkels ab, den die Schneide erhalten soll,
denn je größer dieser Winkel werden soll, um so tiefer muß die Klinge in bezug auf
die Verhindungslinie S -T der Mittelpunkte von Stützwalze29 und Scheibe8
angeordnet sein und um so mehr muß sie nach der Stützwalze zu liegen. Die Schleifscheibe
muß dann tiefer in die Stützwalze eindringen, damit die Schneide L wieder auf der
Mittellinie P liegt.
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In der Stellung I der Schleifscheibe 8 wird der Klingenhalter mit
der fertigen Klinge gegen einen solchen mit einer auf der Vorderseite noch unbearbeiteten
Klinge ausgetauscht, worauf die Vorwärtsbewegung der Schleifscheibe beginnt. In
Stellung II erreicht die Schleifscheibe die Kante B der Klinge und schleift auf
ihrem weiteren Wege von Stellung II zu Stellung III das Material B F C der Klinge
ab; wobei die ursprüngliche Kante B allmählich nach C rückt und im Moment des Zusammenfallens
von B mit C eine Schneide gebildet - wird. Bei Bearbeitung der Rückseite
C D wurde mit Absicht der Punkt C seitlich über die Mittellinie P der Klinge
hinausgerückt, und zwar zur Ermöglichung des Ausgleiches von Unterschieden in der
Höhenlage der Kante D C bei den einzelnen Klingen,. Die neugebildete Schneide C
liegt also ebenfalls nicht auf der Mittellinie der Schneide, erreicht diese vielmehr
erst dann, wenn die Schleifscheibe von StellungIII nach Stellung V und der Punkt
C nach L gelangt ist. Bei dem, Arbeitsvorgang zwischen den Stellungen III und IV
wird das Material C F M G abgeschliffen, wobei die Schneide C allmählich
nach G gelangt. Dabei erstreckt sich die Schneide C aber in den freien Luftraum,
und es kann sich an ihr ein Grat von der Länge C G bilden. Dieser Grat besteht aus
einem sehr dünn und widerstandslos gegen Biegung gewordenen Randblatt, das unter
dem Schleifdruck nach hinten ausweicht und von der Schleifscheibe deshalb nicht
erfaßt werden kann. Das Bild ändert sich aber in dem Augenblick, wo die Stellung
IV erreicht wird, denn dort stößt der Schleifscheibenumfang nunmehr auf die ,Stützwalze,
deren Form in diesem Augenblick durch den Linienzug H G D dargestellt wird,
an dem die Rückseite der Klinge satt anliegt. Beim weiteren Vordringen der Schleifscheibe
in der Richtung IV-V kann nun aber die Wurzel des Gratblattes bei G nicht mehr ausweichen,
da
sie zwischen der Schleifscheibe einerseits und der Stützwalze
andererseits -eingeklemmt. ist. Das Gratblätt wird infolgedessen jetzt durch die
Schleifscheibe abgeschliffen. Während nun die Schleifscheibe von Stellung IV nach
V gelangt, wird an. der Klinge das Viereck G M N Lund an der Stützwalze
das Dreieck G L H weggearbeitet. Die Schneide wandert, fortwährend und vollkommen
abgestützt, von G nach L, ohne daß sich auf diesem Wege an ihr ein Grat bilden kann.
Bei Ankunft der Schneide in L ist diese ohne Grat scharf geschliffen.
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Es mag überflüssig erscheinen, den Ausschnitt der Stützwalze vor Beginn
des Schleifens nur bis zum Punkte G zu führen, da ja der Grat in dem Augenblick
beseitigt wird, wo der Schleifscheibenumfang die Stützwalze erreicht, was ebensogut
erst im Punkte L geschehen könnte. In der Tat könnte man in diesem Falle mit einem
einfachen Stützplättchen von der Form U V L W Y auskommen, das keinem
Verbrauch unterworfen wäre und nicht ausgewechselt werden müßte. Bei der für derartige
.Schleifarbeiten in Betracht kommenden Feinheit ist das Abreißen. des Grates im
Augenblick der Bildung der endgültigen Schneide nicht zulässig, da ein solches stets
kleine Ausbrechungen an derselben verursacht- Außerdem ist die unvermeidliche Abnutzung
der Schleifscheibe der Grund dafür, daß - trotz genau gleicher Lage der Schleifscheibenachse
T bei jeweils beendig tem Vorschub der Umfang der Schleifscheibe nicht genau auf
V und die Schneide also auch nicht auf L fällt. Wenn also in tonabgenutztem Zustand
der Schleifscheibe die Stellung V erreicht würde, so `vürde der Grat wegen der Abstützung
LW fallen, nicht aber, wenn bei abgenutzter Schleifscheibe, bei der die Stellung
V nicht völlig erreicht wird und die Abstützung L W gar. nicht wirksam wird. Außerdem
sind auch alle Bewegungen der Maschinenteile mit unvermeidlichen kleinen Fehlern
behaftet, die auch bei einer idealen, d.-h. sich nicht abnutzenden Schleifscheibe
das absolute Erreichen der Lage V unmöglich machen. Es wird also auch im Interesse
der Vermeidung unerfüllbarer Genauigkeitsansprüche an die einzelnen Maschinenteile
zweckmäßig sein, einen gewissen Sicherheitszuschlag für -die Abstützung zu machen.
Dieses geschieht dadurch, daß man die Abstützung etwas über den Punkt L, d. h. über
die endgültige Lage der Schneide hinausführt, daß man diesen Mehrbetrag- von der
Schleifscheibe- wegarbeiten läßt, ..während sie sich ihrer Endlage nähert, und daß
-man diesen weggeschliffenen" Betrag j edesmal vor Beginn der Bearbeitung einer
frischen Klinge wieder ausgleicht. - Nur auf diese Weise erhält man die Gewähr dafür,
daß die Schneide völlig scharf und ohne Grat gebildet wird, auch wenn die Schneide
infolge von Maschinenfehlern und Schleifscheibenabnutzung nicht genau auf den Punkt
L oder auf die Mittellinie P fällt. Als natürlichste Lösung ergibt sich aus den
obigen Forderungen die Ausbildung des Stützorgans als Walze, an deren Umfang die
bereits geschliffene Rückseite der Klinge anliegt und die nach Herstellung der Schneide
um ihre Achse gedreht wird, bis der untere Begrenzungspunkt G ihres Ausschnittes
um einen solchen Betrag über die endgültige Lage der Schneide hinausragt, daß die
Wirkung aller Fehler nach Möglichkeit ausgeschaltet wird.
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Es ergibt sich von selbst, daß eine ähnliche Abstützung beim Schleifen
der -ersten Schneidefläche nicht erforderlichist. Esgenügt vielmehr, die noch unbearbeitete
Klinge von der Form AB ZE durch ein Plättchen von der Form Z A'B'C'
abzustützen, da es hierbei noch nicht zur Schneidenbildung kommt und auch nicht
die Verhinderung der Gratbildung, sondern nur die Abstützung der Klinge gegen Durchbiegung
in Betracht kommt,. wie sich aus der Form der Klinge AND'ZE ergibt, die sich nach
- Anschleifen der ersten Schneidefläche aufweist.
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Zur guten Wirkung der Abstützung ist ein sattes Anliegen der Klingenrückseite
oder wenigstens der Schneide selbst an der Abstützwalze unerläßlich. Um zur sicheren
Herbeiführung dieser Anlage praktisch unerfüllbare Genauigkeitsansprüche an die
Ausbildung und Einstellung des Klingenhalters zu vermeiden, ist dieser gemäß der
Erfindung auf einem federnden Metallblatt 2o befestigt, das sowohl eine kleine Durchbiegung
senkrecht zu seiner Ebene, als auch eine kleine Verdrehung um seine Vertikalachse
zuläßt. Die Regelung der Anlage geschieht auf die Weise, daß zunächst die Schneide
der Klinge in der gewünschten Höhe parallel zur Stützwalzenachse ausgerichtet wird.
Hierauf wird eine der Spitzenschrauben 15 oder 16 etwas gelöst, so daß der ganze
Klingenhalter um die Achse 15, 16 gedreht werden kann. Hierauf wird die gelöste
Schraube bei an der Stützwalze schwach angepreßter Klinge wieder satt aalgezogen,
so dafl sieh -das°Klötzchen 17 nicht mehr drehen läßt. Hat man das Anpressen der
Klinge durch einen - zwischen der Schneide der Klinge und der Achse 15, 16 ausgeübten
Druck bewirkt, so wird das Federblatt 2o etwas durchgebogen und die Schneide satt
mit der Stützwalze in Anlage sein. Dies wird auch der Fall sein beim Einspannen
-anderer Klingen, da sich die Feder 2o den geringen Formunterschieden der einzelnen
Klingen leicht anzupassen vermag. Dabei
wird der Klingenhalter
aber kleinen Veränderungen seiner senkrechten Lage unterworfen sein. Steht er gegenüber
seiner Normalstellung etwas nach vorn geneigt, so besteht die Gefahr, daß nicht
mehr der Punkt G der Klingenrückseite (Abb. 5), sondern der Punkt D am Umfang der
Stützwalze anliegt, also gerade die Schneide nicht abgestützt ist. Dies kann dadurch
vermieden `-erden, daß der Durchmesser der Stützwalze etwas kleiner gehalten wird
als der Durchmesser der beim Schleifen der Klingenrückseite verwendeten Schleifscheibe.
Allerdings wird dadurch keine Abstützung der ganzen Schneidefläche der Klingenrückseite
erreicht, aber es bleibt dafür die für die Vermeidung des Grates allein in Betracht
kommende Abstützung der Schneide gesichert. Auch bei der Bestimmung des Stützwalzendurchmessers
wird man sich nach den durch die unvermeidlichen Fehler der einzelnen Klingen bedingten
Verhältnisse richten und ihn auf jeden Fall kleiner machen als den Durchmesser der
auf das Zulässige abgenutzten Schleifscheibe.
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Im Augenblick der Erreichung der Stellung IV (Abb. j) greift die Schleifscheibe
am Umfang der Stützwalze an und sucht diesen im Sinne des Uhrzeigers zu drehen.
Die Gefahr hierfür ist um so größer, als die Walze auch beim Vorschalten um den
Winkel a vor Beginn des Arbeitsganges in gleicher Richtung -gedreht wird, so daß
die diese Drehung bewirkenden Teile zur Verhinderung einer vom Umfang ausgehenden
Drehung im gleichen Sinne ungünstig aneinander anliegen. Ein Verdrehen der Stützwalze
durch die Schleifscheibe hätte daher zur Folge, daß letztere plötzlich in volles
Material hineingeraten würde und daher beschädigt werden oder gar brechen könnte.
Eine solche Verdrehung muß daher verhindert werden. Das geschieht am einfachsten
dadurch, daß man die Antriebsorgane für die Schaltbewegung der Stützwalze umgekehrt
zueinander zur Anlage bringt. Hierzu dient das Gewicht 36, das an der Welle z8 ein
dem Angriff der Schleifscheibe gleichgerichtetes Drehmoment liefert, das die Zähne
des Schneckenrades 33 so an die Gewindegänge der selbsthemmenden Schnecke 34 (Abb.
r) anpreßt, daß die Stützwalze durch die Schleifscheibe nicht mehr gedreht werden
kann. Die Vorschubbewegung der Stützwalze um den Winkel d wird also in Wirklichkeit
nicht vom Schneckengetriebe 34, 33, sondern vom Gewicht 36 bewirkt, während ersteres
nur das genaue Maß dieser Drehung bestimmt.