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Schneidelement zur Verwendung als Schneid- und Schleifwerkzeug Die
Erfindung bezieht sich ,auf Schneid- und Schleifwerkzeuge, welche feine große Anzahl
von Schneiden besitzen, die aus der Oberfläche das Werkzeuges hervorstehen, wie
z. B. Feilen, Raspeln, sowie Schleifbänder und Schleifscheiben. Ein Gegenstand der
Erfindung ist @es, zur Verwendung in Werkzeugen dieser Art neue bzw. verbesserte
Schneid:elernente vorzusehen, bei welchen die Schneiden auf dünnen Streifen bzw.
Blechen gebildet werden, ferner Werkzeuge, welche derartige Elemente verwenden,
und ein Verfahren zur Herstellung dieser Elemente zu schaffen.
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Die Erfindung basiert .auf der Überlegung, daß bei derartigen Werkzeugen
die Schnittiefe jeder einzelnen Schneide sehr gering und der Span entsprechend stark
ist, vorausgesetzt, daß die Späne bzw. der Schleifschlamm von der Schneide abgeführt
werden können; demgemäß kann auch die Tiefe der Schneidkanteentsprechend gering
sein. Weiterhin ist der auf jede Schneideausgeübte Druick gering, und der Körper
des Werkzeuges braucht nur genügend stark und steif zu sein, -um die Schneide zu
tragen und :den :notwendigen geringen Schnittdruck anwenden zu können. Andererseits
.ist @es von Wichtigkeit, .daß die Schneide scharf ist, damit sie den Werkstoff
angreifen und den dünnen Span schneiden kann, welcher sich aus der geringen Schnittiefe
ergibt.
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Schneid- bzw. Schleifwerkzeuge, welche aus Weiß,-blech oder einem
ähnlichen, verhältnismäßig weichen Werkstoff bestehen und viele Schleifkanten besitzen,
die in der Weise geformt werden, daß. man Teile der Ränder der im Blech angebrachten
Lochungen nach oben aus der Oberflächen der Bleche
herausbiegtoder
herauspreßt, sind wohlbekannt und finden gewöhnlich bei Küchenarbeiten Verwendung.
Derartige b:ekanute Ausführungsformen von Schneidel:ementen , welche als Feile;
Raspel, Schneidband, Schneidscheihe oderähnliches Schneid- oder Schleifwerkzeug
Verwendung finden, bestehen aus einem dünnen, biegsamen, mit durchgehenden Löchern
vers,ehenen Metallstreifen, bei dem die Schneidkanten an über die Oberfläche des
Streifens Moder der Platte vorstehenden Teilen der Ränder der Löcher auf der oreinen
-oder auf beiden Seitenflächen angeordnet sind und die Schneiden jeweils nach derselben
Richtung weisen. Diese bekannten Schneidelenvente lassen sich wohl als Küchengeräte,
beispielsweise zum Schnitzeln von Gemüse, verwenden, sind dagegen gänzlich ungeeignet
für das Schneiden von härteren und zäheren Werkstoffen, wie z. B. weichen Metallen,
Kautschuk, Kunststoffen u. dgl. Materialforen.
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Die Erfindung läßt diese Beschränkung vermeidien, und zwar :dadurch,
daß die Schneiden mit einer scharfen Schneidkante versehen sind und über ihre ganze
Länge sowohl einen positiven Sparwinkel als auch einen positivem Freiwinkel aufweisen
und die Schneidkanten seine größere Härte besitzen als der übrige Teil.
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Dieses neuartige Schneidelement haterfindungsgemäßeinen weit größeren
Anwendungsbereich als bisher bekannte derartige Schmoreid- und -Schleifwerkzeuge
und ist besonders geeignet zur Bearbeitung von härteren und zäheren Werkstofen.
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Erfindungsgemäß ist es von besonderem Vorteil, daß die Sch,neidkanten
mit der Richtung. der'Schnittbewegung einen Scherwinkel bilden.
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Eine weitere vorteilhafte Möglichkeit bietet -der ,erfmdungsg@emäß;e
Goregenstand insofern, daß der Scherwinkel an denn verschiedenen 'Schnittkanten
verschieden groß :sein kann.
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Nach einer besonders vorteilhaftem Ausführungsform der Erfindung können
die Schnoreidkanten in einem Abstand von der Oberfläche des Streifens oder der Platte
angeordnet sein, der wenige Hundertstelinillimeter (etwa 1/loo bis 35/10o mm) beträgt.
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Ferner ist @es besonders vorteilhaft, wenn die Höhe der Schneidkanten
von Null an ihren Enden nach der Mitte zu zunimmt.
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Erfindungsgemäß können die Löcher D-förmig ausgebildet sein oder eine
,andere Form aufweisen und mindestens einen gerade verlaufenden, über die Oberfläche
hervorstehenden Rand 'besitzen, an dem die Schneidkante ,angeordnet ist.
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Das erfindungsgemäße Schneeid- oder'Schleifweerkzeug kann mit seinem
Schneidelement in an sich bekannter Weise mit einem Stützelemient vereinigt sein,
welches als Träger des biegsamen Elementes dient und mit Löchern, Nuten od.,dg1.
versehen ist, welche Auorslaßkanälee für die Abfuhr -der Späne bilden und mit den
Löchern in dem biegsamen Element in Verbindung stehen..
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Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung derartiger Schneiden
werden :die aus der Streifen- oder Plattenebene in einem mindesteins Maberlalstäxke
entsprechenden Maße herausgebogenen,oder herausgepneßten Lochrandstücke ganzoder
teilweise entfernet, dm' Fertigform der Schneidkante wird duTch Aufpressenoder Aufbiegen
derselben aus der Streiften- oder Plattenebene heraus gebildet, Rund schlneßdich
werden die Schnedkanten mit einer größeren Härte als der übrige Teil des Streifens
oder der Platte versehen.
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,Erfindungsgemäß ist es bei diesem Verfahren vom. besionderern Vorteil,
wenn das Entfernen der Randteilore -durch Abschleifen erfolgt und die wähnend des
Abschlefiens entwickelte Hitze beim Härten .der Schneidkanten verwendet wird.
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Einige besondere Beispiele von Schneildelementen, von aus :solchen
Elementen gebildeten Werkzeugen und orein Verfahren zur Herstellung der Elemente
werden: nunmehr unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, welche in gewissem Umfange
@sichematisch sind; näher beschrieben.
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Fg. i ;stellt wen Teil eines Schneidstrefens dar; Fig. 2 ist oreünie
vergrößierte Ansicht oreines Teiles kies Streifiens; Fig. 3 ist ein Schnitt mach
Limve 3-3 der Fig. 2; Fig. q. ist ein Schnitt nach Linie 4-4 der Fig. 2; Fig.5 zeigt
schematisch die theoretische Form einer der Schneidkanten; Fig. 6 ist ein Schnitt,
der eine wahlweise Form eimies Streifens mixt 'Schneidkanten an beiden Seiten zeigt;
Fig. 7 ist eine Ansicht oreiner anderen Schneiderform Fig: 8 ist ein Schnitt nach
Linie 8-8 der FZg. 7; Fg. 9 bis i i zeigen drei Stufen der Bildung der Schneiden,
wie sie im der in den Fig. i bis q. gezeigten Konstruktion verwendet werden; .
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Fig. 12 bis 15 sind Schnitte durch verschiedene Formen von rohrförmigen
Schneidwerkzeugen; Fig. 16 ist eine perspektivische Ansicht einer weiteren. Form
eines Schneidwerkzeuges; Fig. 17 ist ein Schnitt nach Linie 17-i7 der Fig. 16; Fig.
18 ist penne Seitenansicht deiner Raspel; Fig. 19 ist eine Vorderansicht der Raspel;
Fg.2o isst eine Ansicht der Raspel, in welcher die Schne@dfläche teilweise weggebrochen
ist, -um
das Stützelement zu zeigen; Fig.21 ist einte Vorderansicht oreiner
wahlweisen Form der Raspel; Fig. 22 ist seine pierspiektivische Ansicht einer weiteren
Form feiner Raspel; Fig. 23 zeigt schematisch die Verwendung eines Schneidbandes
bei seiner SchleifmaschIne; Fig. 24 ist ein Aufriß orenex Schleifmaschine, welche
seine rotfierende Schneidscheibe verwendet; Fig. 25 ist ein: Grum.driß der in Fig.
2¢ gezeigten Maschine; Fig. 26 ist ein Grundxißeiner wahlworeisien Form der S.chleifinasclk#e;
Fig. 27 bis 30 zeigen verschiedene Arten des Abstützens eines biegsamen Schneidelementes
und von Spanabführwegen; Fig. 31 bis 3 6 stellen; zwei Konstruktionen eines Trägers
für orein biegslamees Schneldelement,dar, und Fig. 37 schließlich zeigt die Schneidwxrkung
einer der Schneiden und die Richtung des 'Späniefius ies.
Der in
Fig. i dargestellte Schneidstreifen besteht laus deinem Stahlstreifen, welcher in
diesem Beispiel erfindungsgemäß eine Dicke von o,o7 bis o,5 mm besitzt. Der Streifen
enthält eine Vielzahl von D-förmigen Löchern i, welche in V- bzw. pfeilförmigen.
Reihen angeordnet sind, wobei die Löcher meinem Reihe zu den Löchern in den benachbarten
Reihen versetzt sind. Die Länge der geraden Kante jedes Loches beträgt etwa 2, 5
mm; die benachbarten Löcher jeder Reihe besitzen einen Abstand von etwa q.,q.mm
untereinander, während die einzelnie@n Reihen um je etwa 4,4 mm voneinander entfernt
sind. Die gerade Kante jedes Loches ist angeschärft, gehärtet und zur Bildung :der
Schneide aufgebogen. Aus dieser versletzten Anordnung :der Reihen wind Löcher ergibt
.sich, daß die Schnelden der benachbarten Reihen miteinander kombiniert die Wirkung
von durchlaufenden Schneiden haben.
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Die Fig. 2 und 3 zeigen die Form der Schneiden in größeren Einzelheiten.
Jede Schneide 2 besitzt einen Anstell- bzw. Freiwink.el A zur Oberfläche 3 des Streifens,
einen Span- bzw. Brustwinkel B und einen Kelwilukel C. Weiterhin nimmt das Maß,
um welches die Schneide 2 laus :der Oberfläche :des Streifens 3 hervorsteht, von
Null an den Enden der Schneeide bis zu etwa 0,4 mm in der Mitte zu. Das Maß der
Aufbiiegung oder Aufpressung wechselt je mach den verschiedenen Verwendungszwecken
des Werkzeuges und kann mehr oder weniger als die erwähnte Höhe von, 0,q.mm sein
(z. B. 0,075 bis o,i25mm). In jedem Fall bleibt diie Höhe gering. Aus den, Fig.
3 und 5 ist ersichtlich, daß, das Maß der Aufbiiegung der Schneeide :die Tiefe des
zu vollführendien Schnittes bestimmt, wobei cliese Tiefe durch den Streifen, welcher
das Werkstück vor der Schneide berührt, begrenzt wird. Fig.3 zeigt die Schneiden
beider Arb rt .an einem Werkstück 5, und man sieht daraus, da.ß die Späne 6 durch
die Löcher i entfernt werden.
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Die Fig.6 zergt eine abgewandelte Form des Streifens, bei welcher
die 'Schneiden 2 an beiden Seitendes iStreifens vorgesehen sind.
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Die Fig. 7 -und 8 zergen leine Anordnung, bei welcher die Löcher ia
kreisförmig und nach einem Keilwinkel vorn etwa 3o° versenkt sind. Die Kante ist
über etwas weniger als die Hälfte .des Lochumfanges aufgebiogen, um leine Schneide
2a zu bilden, deren Höhe, wie im vorhergehenden Beispiel, von Null an dien Enden
auf einige wenige Zehntelmillimeter in der Mitte des aufgebogenen Teils zunimmt.
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Es ist vorn Wichtigkeit, daß die Löcher i in jedem Fall seine Größte
und Gestalt besitzen, welche den freien, Durchgang der durch die Schneiden erzeugten
Späne gestatten, und @es kann manchmal wünschenswert sein, die Größe der Löcher
je nach dem Werkstoff, welcher durch das Werkzeug geschnitten werden sohl, zu ändern.
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Die Fig. 9 bis i i zeigen ein Verfahren für das Bilden von scharfen
Kanten, so wie sie in den Fig. i bis 5 gezeigt sind, auf federharten Stahlstreifes
bzw. Blechen. Der erste Arbeitsgang bei der Bildung der Schneiden ist das Schneiden
und Augfbiegen von D-förmigen Zungen i o aus der Oberfläche des Streifens oder Bleches
mittels geeigneter Ober- und Unterstempel. Das Maß, um welches de freie Kante jeder
Zunge aufgebogen wird, ist größer als die Materialstärke, so daß die Kante i i sowie
die ganze und vorzugsweise nur die ,ganze Kante des halbkreis@förmige@n Endes der
Zunge über die Streifen- oder Plattenebene vorstehen. Die Zunge bildet leinten Winkel
zur Streifen- oder Plattenebene, welcher der gewünschte Keilwinkel der Schneide
ist. Der nächste Arbeitsgang des Verfahrens ist das Abschleifen des Teiles der Zunge,
wecher über die Streifen- oder Plattenebene hervorsteht, wodurch, wie in Fig. io
gezeigt, emegerad@e scharfe Kante 12 zurückbleibt. Die Schlelfgesehwindigkeit und
die anderen Verhältnis-sie des Schleifvorganges sind so festgelegt, diaß diie in
dem Material entwickelte Hitze genügt, uim die Schneide 12 zu härten, jedoch auf
die Maße des Materials praktisch keinen Ei;nfluß ausübt. Der .nächste Arbeitsgang
ist das Aufblegen der Kantle 12 zur Bildung der Schneide 2, wie in Fig. i i gezeigt,
wobei dd@e Schneide auch so geformt wird, wie es in F'ig. ¢ .dargestellt ist. Die
Kanten können durch Verwendung geeigneter Ober- und Unterstempel aufgebogen und
die Einstellung der Kanteln mittels der Aufbiegemittel dadurch bewirkt werden, daß.
Stifte in Löcher neben den, zu behandelnden gesenkt werden. Um das Verfahren zu
vervollständigen, können die Kanten mit einem Sandstrahlgebläse b@ehiande?t werden,
damit einendgültiges An-schärfen zustande kommt, oder sie können Bauch. in irgendeiner
anderen geeigneten Weise amges.chärft werden. Bei einigen Verwendungszwe&en
eist dieser ,hetzte Arbeitsgang nicht notwendig. Falks das Verfahren zur Herstellung
von Schneiden auf beiden @Seiten eines Bleches Moder Streifens, wie in Fig. i dargestellt,
verwendet werden; soll, dann werden zuerst die Zungen geschnitten und in entgegengesetzten
Richtungen von einer geraden Teillinie ,aus aufwärts gepreßt, wobei in diesem Fall
die Zungenenden quadratisch sind und der Arbeitsgang des Schleifens bzw. Aufbiegens
auf beiden Seiten des Bleches oder Streifens ausgeführt wird.
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Die erfindungsgemäßen Streifen bzw. Platten sind biegsam und für die
Verwendung ohne irgendeine Art vom. Verstellfung ungeeignet. Eine Art, in welcher
ein Streifen versteift werden kann, ist, den Streifen quer zu seiner Länge in Form
eines Rufres zu biegen, wie es die Fig. 12 zeugt, wodurch eine runde Feile Moder
Raspel erzeugt wird. Ein weiterer Weg zur Erzeugung Beines starren Werkzeuges eist
die Befestigung zweier Streifen aneinander, wie @es die Fig. 13 und 14 zeigen. In
Ader in Fig. 1
3 gezeigten Anordnung ist der eine Streifen 20 flach und der
iandere Streifen 21 gebogen, um die Stelfigkeit zu verschaffen, und jeder Streifen
besitzt Schneiden an semer äußeren Oberfläche. In der in Eig. 14 gezeigten Konstruktion
sind beide Streifen, 22 und 23, gebogen, und in beiden in den Fig. 13 'und 14 gezeigten
Konstruktionen werden die Streifen durch sich längserstreckende Streifen 24 getragen,
welche an ,den Streifen 22 und 23 z. B. durch Punktschweißung befestigt sind. Die
Fig. 15
fernung des Schleifschlammes mit dien Löchern 2 in einer Flucht
Biegen.
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Bei reiner weiteren Ausführungsform der Scheibens.chleii:fmiais@chinie,
wie sie in Fig.26 idargestellt ist, besteht die Stützplatte 8ia aus biegsamem Material,
wie z. B. Gummi, so daß die Scheibe sich selbst der Gestalt eines zu behandelnden
Gegenstandes anpassen kann.
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Die Lochungen bzw. Nuten im Stützelement könnten so gestaltet werden,
daß se sich der Arbeitsweise des Werkzeuges anpassen. So zeigt Fig. 27 in vergrößertem
Maßstab dien Quierschukt der biet .dem Werkzeug nach Fig. i g verwendeten Nuten.
Die Fig.28 zeigt leine Anordnung, bei welcher Löcher vorgesehen sind, die durch
das Stützelement hindurchgehen. Bei dieser Anordnung stehlen die Löcher senkrecht
zurr Oberfläche dies Schneideleimentes; diesle Anordnung ist geeignet für Werkzeuge;
deren Bewegung im Betrieb über das Werkstück hinweg veirhältnäsmäßäg langsam vor
sich geht. Erfolgt diesle Bewegung rascher, dann können die Löcher geneigt stein,
wie ges idie Füg. 29 zeigt, so d;aß die Massienträgheit ider Späne zu ihrer Entfernung
durch das Loch beiträgt. Diese Anordnung kann beispielsweise bei den Schneidscheiben,
wie sie in ,dien Fig. 24 bis 26 dargestellt sind, verwendet werden. Eine Anordnung
für die Sp,anabfuhrlöcher, -wie sie für eine Bandschleifmaschine nach Fig.22 geeignet
ist, zeigt die Fig.3o. Bei dieser Anordnuing bleiben das Werkstück 74 und die Stützplatte
73 stehen, während das Band 70 sich, wie aus :der Figur ,ersichtlich, vorn rechts
nach links bewegt. Die Richtung der Neigung der Löcher 85 ist so gewählt, da die
bewegende Kraft der Späne 86 dieselben durch die Löcher führen lä'ß,t.
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Falls ein Stützelement verwendet wird, ist es wünschenswert, daß dasselbe
das Schneidelement zwischen dien Lochreihie!n wirksam abstützt, wie es auch wünschenswert
ist, daß der Rauem zwischen den Reihen so klein wie möglich bleibt. Eine Form eines
Stützelementes; welches diesen Anforderungen ,entspricht und bei Werkzeugen von
der Art der Fig. 18 bis 2o verwendet werden kann, zeigen die Fig. 31 (und 32. Bei
dieser Formeines Stützelementes sind Streiifen 9o aus dünnen Blechern mit beispie.Isweise
,etwa 2,5 bis 425 mm Stärke und 6,3 mm Breitee in Pfeilform gebogen und hochkant
an der Oberfläche einer Tragstabplatte 9 i befestigt. Die Streifen können an der
Plattre beispielsweise durch Einpressen in Schlitze der Plattei, durch Weichlöten
oder Hartlöten; oder durch Einformen in einem Stabe ,aus plastischem codier Spritzgußmaberial
befestigt werden. Däne Zwischenräume 92 zwischen den: Streiften dienen Tals Abführnutien
für die ,Späne, während die Kanten der Streifen :dazu .dienen, das Schneideüemient
zwischen dien Lochreihen zu tragen.
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Die Fig. 33 bis 35 zeigen leine andiere Art der Herstellung von Tragkanten
für lein Schneidelemient. Bei dieser Konstruktion werden rechteckige Lappen 95 -aus
seinem Metallstreifen 96 nach aufwärts gepreßt, um die Tragkantern 97 zu bilden.
Der Streifen 96 kann an seinem Tragelement in irgendeiner beliebigen, zweckmäßigen
Weise befestigt werden. Die Fi,g.36, welche leine Vorderansicht dies in den: Fig.
3 i und 32 dargestellten Stützie3ementes ist, zeigt in gestrichelten Linien, wie
idurch leine geeignete Formgebung der Kanten der Tragstreifen einte,ehene, leine
konkave oder leine konvexe Schrneidflächie gesichaffien werden kann.
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Die Pfeilform der Reihen vorn Schneiden ist gewählt worden, um reinen
Abs:cherwi'nkel zwischen den Schneeiden und idem Werkstück zu schaffen, welcher
sowohl die Schneidwirkung als auch das Entfernten :der Späne erleichtert. Die Fig.37
zeigt einen Abscherwinkel D, zwischen der Schneide 2 und der Bewegungsrichtung dies
Werkzeuges, wie sie durch dien: Pfeil dargestellt .isst; ebenso zeigt die Figur,
wie ieüin. Span 98 seitlich längs der Nut in der Stützplatte iabgeführt wird.
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Die hoben beschriebenen Schneid@elemiente haben noch viele iandere
Anwendungsarten. So z. B. kann lein Blech bzw. ein Blechstreifen mit Iden b eschriebenen.
Schneeiden in der Form seiner hohlen drehharen Trommelangeordnet sein, wobei die
Schneiden innen codier außen oder ,auch lauf beeiden Seeiben angebracht stein können.
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Die Anstell- und Spanwiinkel der iSchneiden können dem Material angepa:ßit
werden, welches vorn dem Werkzeug bearbeitet werden soll, und werden im allgemeinen
ietwa die gleichen sein wie die entsprechenden Winkel biet reinem S.chneidwerkzeug,
das ran seinem einzelnen Punkt angreift und für das gleiche Material verwendet wird,
:obwohl .die Winkel, welche bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden können,
;nicht auf jene beschränkt sind, wie sie bei reinem Einzelwerkzeug verwendet werden
können, weil die letzteren in größerem Maße durch Rücksichten auf die Lebensdauer
dies Werkzeuges bestimmt werden. Als Beispiele für die Winkel, wie säe biet reinem
Werkzeug zum Schneiden von weichem Werkstoff, wie z. B. Holz und Leder, verwendet
werden können, sei gengeführt, daß der Anstellwinkel etwa io bis 15°, der Keilwinkel
25 bis 30° und der von 9o° verbleibende Rest der Span-bzw. Brustwinkel ;sein müßte.
Für. härtere Werkstoffe, wie z. B. Plaste bzw. Kunstharze; Vulkanfiber, und die
ziehfähigen Metalle, z. B. Blei und Alunümäu im, müßte ,der Anstellwznkel ,etwa
i o' betragen, ,der Keil. iwanked 3 5 bis q.0°, rund der Reist bildet den; Span-
bzw. Brustwinkes. Für mittelweiche Metalle müßbe der Anstellwinkel ,etwa i o', der
Keilwinkel 45 bis 50° und für härtere Metallee der Austel1wiLnkel 'etwa 7° und,der
Keilwinkel 65 bis 7o° Der Abscherwinkel kann je nach Zweckmäßigkeit gewählt
sein.. In diesem Zusammenhang ist zu bemerken, daß, die loben beschriebenen Reihen
von Schneiden in Pfeilspritzenform bereits einten Abscherwiinkel für jede Sielte
der Pfeilspitze bilden rund ferner ,die Länge der Nut, welche von dem Span durchlaufen
werden ruß, verkürzt ist gegenüber ieiner Anordnung, biet welcher gerade Reihten
mit nur reinem Abscherwinkes verwendet werden.
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Die edlen Giegenstand rder vorliegenden Erfindung bildenden Werkzeug
ie können für viele praktische Zwecke verwendet werden. So z. B. können geeignete
Konstruktionen
der Werkzeugie zur Fertigung von Holzwolle als Füllmittel für Kunststoffe, zum Abstreifen
von Luftreffen für Motorfahrzeuge zwecks Herstellung seiner neuen Lauffläche, zum
Schälen von Gemüse, und zwar zusätzlich zu der Hand-oder der mechanischen Arbeit,
bei welchernormalerwe@se Feilen, Raspieln, Feüb,änder, Schleifbogen, Schlefbänder
xmd 'SchJeifschei(bien gebraucht werden, verwendet werden.