DE611901C - Verfahren zur Herstellung duennwandiger, im Innern hohler Feiwerkzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung dünnwandiger, im Innern hohler Feilen, Raspeln o. dgl., welches im wesentlichen darin besteht, daß als Material zur Herstellung derartiger Werkzeuge schmiedbares Eisen oder legierte Metalle Verwendung finden, welche mittels eines Härte- (Einsatz- oder Zementier-) Verfahrens eine glasharte Oberfläche ergeben.

Bisher wurde als Material für derartige Werkzeuge Stahl verwendet, welcher infolge seiner großen Härte sich nur sehr schwer bearbeiten läßt. Insbesondere die Aufbringung des Feilenhiebes, die Herstellung von Zähnen u. dgl. ist bei der Verwendung von Stahl zeitraubend und schwierig und stellt an die für die Bearbeitung der Feilenoberfiäche erforderlichen Werkzeuge große Anforderungen, so daß auch mit Rücksicht auf die Abnutzung der Bearbeitungswerkzeuge die Herstellung der Feilen aus Stahl sehr kostspielig ist.

Die bisher im Handel befindlichen Feilen, Raspeln u. dgl. sind fast ausschließlich als

a5 massive Körper hergestellt worden, die infolgedessen ein großes Gewicht aufweisen. Letzteres ist jedoch nicht immer erwünscht, zumal wenn es sich darum handelt, Präzisionsarbeiten auszuführen.

Man hat daher bereits vorgeschlagen, Hohlfeilen, Hohlraspeln o. dgl. herzustellen, indem man in geeigneter Weise Stahlblechstreifen zu Feilenkörpern zusammensetzt. Diese Werkzeuge haben den Nachteil, daß sich die Blechstreifen infolge ihrer Elastizität durchbiegen, was bei ihrer Handhabe äußerst störend wirkt. Außerdem ist es bei diesen zusammengesetzten Feilen nicht möglich, die bei massiven Feilen üblichen Formen, rund, halbrund, sich nach einem Ende verjüngend usw. ohne weiteres herzustellen, ganz abgesehen davon, daß die Oberflächenbearbeitung zwecks Herstellung eines Feilenhiebes, wie schon erwähnt, schwierig, zeitraubend und kostspielig ist.

Diese Nachteile werden gemäß der Erfindung dadurch vermieden, daß als Material für die- Herstellung der Feilen ein weiches Metall benutzt wird, aus welchem zunächst der Werkzeughohlkörper hergestellt und nach der Formgebung die Oberflächenbearbeitung am weichen Material vorgenommen wird. Erst nach der Formgebung und Oberflächenbearbeitung wird die Feile, Raspel o. dgl. einem Härteverfahren, z. B. einem Einsatz-, Zementier- oder Nitrierverfahren, unterzogen, wodurch die mit Hieb versehene Oberfläche gehärtet wird, worauf das Werkzeug sich in einem "gebrauchsfertigen Zustand befindet.

Der Gedanke, zur Herstellung von Feilen weiche Eisensorten zu benutzen und die Her-

Stellung des Hiebes noch am weichen Material vorzunehmen, ist bereits bekannt. Allein die bisher in dieser Beziehung durchgeführten Versuche, welche an Feilscheiben vorgenommen wurden, sind gescheitert und mußten scheitern, weil sich beim Härten die Feilscheiben verzogen, wodurch der Feilenhieb derart in Mitleidenschaft gezogen wurde, daß die Feilscheiben für ihre Zwecke unbrauchbar waren.

Das Verziehen der gehärteten Feilscheiben hat darin seinen Grund, daß die bei der Bearbeitung des Materials in diesem auftretenden Spannungen nicht beseitigt worden sind. Wie Versuche ergeben haben, tritt dieser Übelstand bei der Herstellung von Hohlfeilen, Hohlraspeln u. dgl. nicht ein, wenn bei der Formgebung daran gedacht wird, daß die auftretenden Spannungen durch ständiges WaI-zen, Behämmern usw. ausgeglichen werden und wenn bei der Härtung der Hohlkörper in seinem Innern mit einem Dorn ausgefüllt wird, der sich saugend an die inneren Wandungen des Hohlkörpers anschmiegt. Die Formgebung kann, ohne etwas an dem Wesen der Erfindung zu ändern, auf verschiedene Weise erfolgen.

Während es bei massiven Feilenkörpern aus Stahl ohne weiteres möglich war, die bei Feilen und Raspeln üblichen Profile und Längsschnitte herzustellen, ergeben sich bei der Formgebung der Feilenhohlkörper recht große Schwierigkeiten. Während es ohne weiteres möglich ist, derartige Hohlkörper mit stets gleichbleibendem Querschnitt herzustellen, sei es, daß die^ Querschnitte über die ganze Länge des Werkzeugs von gleicher Größe sind oder aber sich über die ganze Länge gleichmäßig verjüngen, bereitete die Herstellung vollständig geschlossener Hohlkörper mit teils gleich großem, teils sich verjüngendem Querschnitt in gewölbter Feilenoder Raspelform von größter Genauigkeit mit nur sehr geringen Plus- und Minustoleranzen +5 bisher fast unüberwindliche Schwierigkeiten, was im übrigen mit dazu geführt hat, derartige Hohlkörper aus einzelnen Stahlblechstreifen herzustellen, welche jedoch wegen ihrer Nachteile niemals in den Handel gekommen sind.

Diese Nachteile werden der Erfindung gemäß auf folgende Weise beseitigt:

Zur Herstellung eines Halbrundhohlkörpers wird z. B. ein zylindrisches, blankes, nahtloses Rohr auf die entsprechende Länge zugeschnitten und mittels einer Schwingbehämmerungsmaschine dem Querschnitt und der Konizität einer Halbrundfeile entsprechend geformt.
Der konische Hohlkörper wird dann in einer Presse und entsprechenden Halbrundgesenken in die Form gepreßt unter gleichzeitiger Verwendung eines profilierten Domes, worauf derselbe in einer Glüh-, Preß- und Ausdornanlage auf größte Geoauigiseit, betreffend Masse, Form, ebene Flächen und Kanten, gebracht wird.

Diese Arbeitsweise ist auch für die Herstellung anderer Profile, wie vierkant, dreikant, flach usw., geeignet.

Konische Halbrundkörper können z. B. dadurch hergestellt werden, daß blank gezogene nahtlose Halbrundrohre von gewünschter Wandstärke, z.B. 1 oder I¹Z₂mm, auf die entsprechenden Längen zugeschnitten und mittels einer Behämmerungsmaschine sowie Fassongesenken, Hämmern und entsprechenden Einlagen in die gewünschte konische Form gebracht werden.

Der auf diese Weise vorgeformte konische Hohlkörper kommt, da es mit den genannten Behämmerungsmaschinen und bestehenden Einrichtungen unmöglich ist, die für die Feilen- und Raspelhohlkörper bedingte Genauigkeit zu erreichen, in die vorstehend erwähnte Glüh-, Preß- und Ausdornanlage zur genauesten Formgebung.

Halbrundkörper können weiterhin auch dadurch erzielt werden, daß man Eisenblechstreifen in gewünschter Form und Stärke ausstanzt oder zuschneidet und die einzelnen Streifen über einen Profildorn an den Kanten verschweißt oder verlötet.

Die so hergestellten Hohlkörper kommen dann in eine Glüh-, Preß- und Ausdornanlage, wo dieselben die für die Weiterbearbeitung notwendige Genauigkeit erhalten.

Eine weitere Herstellungsmöglichkeit besteht darin, die dünnwandigen Hohlkörper in " allen Feilenformen und Profilen aus Temperguß (schmiedbarem Guß oder auch geeignetem Stahlguß) zu machen und in der Glüh-, Preß- und Ausdornanlage auf die gewünschten Maße zu bringen.

Weitere Herstellungsmöglichkeiten, wie Aufwickeln eines schmalen Bandes über einen 'komischen Dorn usw. oder die Herstellung nach dem Spritzgußverfahren sowie dasjenige mittels galvanischer Niederschläge, kommen für die Formgebung, ebenfalls in Frage.

Sollen aber die Hohlkörper mit einem Schlichtfeilen- oder Doppelschlichtfeilenhieb versehen werden, so erfordert dies scharfe Längskanten. χ

Um die nötige Kantenschärfe zu erreichen, werden die Hohlkörper unter Verwendung eines entsprechenden Domes und unter Anwendung rillen- und kurvenförmiger, auswechselbarer Profilwalzen auf die nötige Kantenschärfe ausgewalzt.

Das Verfahren und die zur Ausführung

desselben erforderlichen Vorrichtungen werden durch die Abbildungen näher erläutert, und zwar zeigt

Abb. ι einen senkrechten Längsschnitt eines unfertigen Hohlkörpers· mit rundem,

Abb. 2 einen fertigen Hohlkörper mit quadratischem Querschnitt,

Abb. 3 die schematische Darstellung der Formwalzmaschine mit einem vorgeformten ίο Hohlkörper ohne Dorn,

Abb. 4 die schematische Darstellung der Formwalzmaschine mit Profilwalzen und vorgeformtem Hohlkörper mit Dorn.

Abb. 5 zeigt mehrere nebeneinander angeordnete Gesenke oder Matrizen der Preßmaschine in einem senkrechten Querschnitt und

Abb. 6 die schematische Darstellung der Preß-, Glüh- und Ausdornmaschine. In Abb. ι ist mit ι ein zylindrischer Hohlkörper mit rundem Querschnitt bezeichnet, der auf die für das Werkzeug bestimmte Länge zugeschnitten ist und mittels einer nicht dargestellten Schwingbehämmerungsmaschine von der Mitte bis zu einem Ende in eine konische Form 2 gehämmert wird.

Abb. 2 zeigt einen fertigen Hohlkörper 3 mit quadratischem Querschnitt und konisch gewölbt verlaufender Spitze 4. Die vorgeformten Hohlkörper werden, wie in Abb. 3 schematisch dargestellt, zwecks Kantenbiidung und Profilierung zwischen zwei Formwalzen 5 einer nicht dargestellten Spezialmaschine vor- bzw. ausgewalzt, wodurch der Hohlkörper mit scharfen Kanten versehen wird. Das Walzen geschieht hier, ohne dabei einen Dorn zu verwenden.

Bei denjenigen Werkzeugen, deren Profi-

lierung und Kantenbildung durch Pressen erfolgt, werden zum Herausarbeiten scharfer Kanten Walzen 6 mit eingefrästem Profil verwendet, wobei für die genaue Formgebung ein entsprechend angepaßter Dorn benutzt wird (vgl. Abb. 4), in welcher der Hohlkörper 3 über den Dorn 7 geschoben ist.

Das Auswalzen der Rohformen ist mehrmals zu wiederholen und muß so lange fortgesetzt werden, bis dieselben vollständig frei von Spannungen sind.

Das Pressen der Hohlkörper erfolgt zwischen zwei Preßtischen, einem unteren und einem oberen, welche mit zweiteiligen Preßformen versehen sind. In Abb. 5 sind die an einem Preßtisch angebrachten Preßformen dargestellt. Diese bestehen aus unten offenen Kammern 8, welche im oberen Teil mit Heizkörpern 9 und im unteren Teil mit Gesenken oder Matrizen 10 versehen sind. In den Gesenken 10 sind der verschiedenen Formgebung für die Werkzeuge entsprechend profilierte Aussparungen xi vorgesehen, weiche den gleichen Aussparungen an den Gesenken oder Matrizen des zweiten Preßtisches entsprechen. Die Hohlkörper werden in die profilierten Aussparungen der Gesenke gelegt und erhalten beim Gegeneinanderpressen der beiden Preßtische die gewünschte Form.

Die im oberen Teil der Preßformen angebrachten Heizkörper 9 ermöglichen die Bearbeitung der Hohlkörper in warmem bzw. glühendem Zustande, wodurch ein mehrmaliges Ausglühen vermieden wird.

Soll die Pressung der Hohlkörper in den Matrizen unter Verwendung eines entsprechend geformten Domes erfolgen, so kann eine Vorrichtung Verwendung finden, wie sie in Abb. 6 schematisch dargestellt ist.

Mit 10 ist eine obere und mit 10' eine untere Preßform bezeichnet. Vor diesen Preßformen ist ein in Längsrichtung verschiebbaisr Schlitten 12 zum Halten des Domes 7 angeordnet, bei dessen Verschiebung der Dorn 7 in die Aussparung 11 der beiden Preßformen 10 und 10' eingeschoben wird.

Der Dorn 7 ist mit einer kegelförmigen Erweiterung 13 versehen, welche dazu dient, den aus den Preßformen heraus ragenden Spiegel des Hohlkörpers 3 kegelförmig auszuweiten, um später das Werkzeug mit einem Steckgriff versehen zu können.

Nach Herstellung der genauen Formen wird die Oberfläche der Hohlkörper mit dem Feilenhieb versehen und darauf einem Härteverfahren unterworfen, wonach sich die Hohlfeilen, Hohlraspeln o. dgl. in gebrauchsferti- gern Zustand befinden.

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   i. Verfahren zur Herstellung dünnwandiger, im Innern hohler Feilwerkzeuge, wie Feilen, Raspeln o. dgl., bei welchen als Material schmiedbares Eisen · oder legierte Metalle benutzt werden, welche mittels eines Härte- (Einsatz- oder Zementier-) Verfahrens eine glasharte Oberfläche und einen in seiner Tiefe bestimmten weichen Kern ergeben, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst allseitig geschlossene Hohlkörper mit teils gleichbleibendem, zylindrischem oder eckigem, teils sich nach einem Ende verjüngendem Querschnitt einem ständigen Hämmern und Walzen unterworfen werden und daß erforderlichenfalls zwecks Bildung scharfer Kanten Und vollständig ebener Flächen die Hohlkörperrohformen mittels Profilwalzen vorgewalzt oder in entsprechenden Gesenken vorgepreßt werden, und zwar unter Verwendung eines profilierten Domes, worauf die in dieser Weise vorbearbeiteten Hohlkörper über einen

   GlIiK)I

   den genannten Formen entsprechenden und nunmehr genau passenden Dorn gezogen, mit dem gewünschten Feilenhieb versehen und sodann an ihrer Oberfläche gehärtet werden.
2. 2. Verfahren zur Herstellung dünnwandiger, im Innern hohler Feilwerkzeuge nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die bei vollen Feilen üblichen

   ίο Grundformen als Hohlkörper in an sich bekannter Weise entweder durch Ausstrecken eines Formlings über einen Dorn oder durch Aufwickeln eines Eisenbandes um ein Formstück und nachträgliches Verschweißen der in Längs- oder Schraubenlinie verlaufenden Naht oder auch aus einem zylindrischen Körper durch Verjüngung eines Endes unter ständigem Hämmern und Walzen entwickelt werden.
3. 3. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß für das Vor- und Auswalzen der Hohlkörper Formwalzen (5, 6), gegebenenfalls mit eingefrästen Profilen (14), vorgesehen sind, die der Querschnittsverminderung entsprechend kurvenförmig, z. B. spiralförmig, gestaltet sind.
4. 4. -Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Gestaltung der Hohlkörper eine Presse vorgesehen ist, welche an einem oberen und unteren Preßtisch je eine oder mehrere nebeneinander angeordnete Preßformen (10, 10') aufweist, die in an sich bekannter Weise mittels Gas oder elektrisch beheizt werden können.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die profilierten Dorne (7) auf Schlitten (12) gelagert sind, die vor den Preßformen (11) in Führungen gleiten.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Profildorne (7) an ihrem hinteren Ende eine kegelförmige Erweiterung (13) aufweisen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen