Dr. Martin Henschke - Projekte

Fragen und Antworten

Hier werden in FAQ-Form unzusammenhängend verschiedene Themen behandelt. Detaillierte Hinweise zur Bedienung und zum Schleifen sind in der Bedienungsanleitung zu finden: Praezisionsmesserschaerfer.pdf (1,7 MB)

Wie groß ist das Gerät und aus welchem Material besteht es?

Das Grundgerät (ohne Aufhängung und Führungsstange) ist 174 mm lang, 105 mm breit und 190 mm hoch. Die Führungsstange mit montiertem Schleifstein ist insgesamt 362 mm lang.

Die Führungsstange, der Stabilisator, die Sechskantstange, die Anschlagplatte und alle Stahl-Kleinteile bestehen aus rostfreiem Edelstahl. Die Längsstrebe, die Schleifsteinhalter sowie alle blauen Teile der kardanischen Aufhängung bestehen aus eloxiertem Aluminium. Die Messerauflage und die Fußplatte sind aus Hart-PVC. Die Stangenführung und die Abstandsklötze sind aus POM und die anderen Kunststoff-Kleinteile aus Polyamid.

Wie genau wird der Schleifwinkel bei abgerundeten Schneiden eingehalten?

Bei "normalen" Krümmungen liegt der Fehler typischerweise unter 1° und ist daher im praktischen Gebrauch ohne Bedeutung. In der folgenden Abbildung sind Winkelfehler - ausgehend von 15° eingestelltem Schleifwinkel - beispielhaft dargestellt. Der Krümmungswinkel variiert dabei in 10° Schritten bis zu eher unüblichen 60°.

Winkelfehler bei 15° Schleifwinkel

Wenn beim Schärfen das Messer, jeweils beim Wechsel zum feineren Stein, mehrfach gewendet wird, dann ist jedoch auch 1° Winkelfehler schon sehr viel. Deshalb ist eine reproduzierbare Fixierung wichtig, um immer den gleichen Fehler zu erhalten und so die Schleifarbeit sowie den Steinverschleiß zu minimieren. Dabei helfen die Anschlagplatte und der Punktanschlag.

Wird entlang einer geraden Schneide tatsächlich an jeder Stelle der gleiche Winkel erzielt?

Ja, das ist tatsächlich so. Bei einem eingestellten Schleifwinkel von 15° (entspricht der Neigung der Messerauflage) kann dieser Sachverhalt einfach geprüft werden, da die Führungsstange dann genau horizontal ausgerichtet ist. Wird ein Lineal (Flachstahl etc.) auf die Messerauflage gelegt und mit dem Schleifstein abgefahren, dann bleibt die horizontale Ausrichtung erhalten.

Mathematische Argumentation: Wenn der Schleifstein zur Seite geschwenkt wird, dann vergrößert sich zwar der Abstand von der Aufhängung zum Schleifpunkt und der Winkel zwischen der Linie "Aufhängung bis Schleifpunkt" und der Linie "Schleifpunkt bis Fußpunkt der Aufhängung" wird spitzer, wodurch vermeintlich ein kleinerer Schleifwinkel entsteht.

Dieser Winkel ist aber nicht relevant, da der Schleifstein beim Schwenken gleichzeitig gedreht wird (er liegt immer flach auf der Schneide auf). Der relevante Winkel ist der Winkel zwischen folgenden zwei Ebenen:
1. Ebene der Messerauflage.
2. Ebene definiert durch den Aufhängungspunkt und die Tangente an die Schneide im Schleifpunkt.
Bei einer geraden Schneide sind alle Tangenten deckungsgleich. Die beiden Ebenen ändern ihre Lage also nicht und der Winkel zwischen ihnen ist konstant.

Winkelprüfung

Flachstahl (langes gerades Messer) und Blech zur Schleifwinkel-Prüfung. Der Schleifstein liegt an jeder beliebigen Stelle vollflächig auf dem Blech auf.

Dreieck zur Winkelbestimmung

Das rot eingezeichnete Dreieck verleitet zu der Vermutung, dass der Schleifwinkel nach außen kleiner wird. Relevant ist aber das grün eingezeichnete Dreieck, das senkrecht zur Schneide steht.

Wie weit soll die Klinge über die Messerauflage hinaus hervorstehen?

Klingen sind häufig keilförmig. Wie wirkt sich das auf den Schleifwinkel aus?

Zur Begriffsbestimmung siehe auch folgende Abbildung. Die Skala an dem Messerschärfer wurde für einen rechnerischen Überstand von 4 mm erstellt. Wenn er tatsächlich 13 mm beträgt, dann ist der wahre Schleifwinkel rund 1° kleiner, als der an der Skala eingestellte (bei 20°).

Winkeldefinitionen

Bei sehr kleinen Klingenwinkeln ist der sich ergebende Schneidenwinkel rund doppelt so groß wie der Schleifwinkel. Allgemeiner gilt:

Schneidenwinkel = 2 x Schleifwinkel - Klingenwinkel

Wenn die Maße A (Klingenstärke am Ende der Schneide), B (Klingenstärke am Messerrücken bzw. am Ende des keilförmigen Anschliffs) und C (Klingenhöhe ohne Schneide) mit z.B. einem Messschieber bestimmt werden, dann kann der Klingenwinkel ß folgendermaßen berechnet werden (alle Maße in mm):

ß = 2 x arc sin [(B - A) / (2 x C)] oder ungefähr bei kleinen Winkeln: ß = 57 x (B - A) / C

Es gibt ähnliche Geräte bzw. Vorrichtungen, bei denen die Schleifstein-Führung näher an der Klinge sitzt oder auch weiter entfernt ist. Gibt es keinen optimalen Abstand?

Nein, einen allgemein gültigen optimalen Abstand gibt es nicht. Zur Erläuterung wird ein Tanto-Messer gemäß Abbildung betrachtet. Wenn die 19 cm lange Klinge etwa mittig aufliegt, dann wird der eingestellte Schleifwinkel sowohl am langen, nahezu geraden Schneidenteil als auch am abgekröpften Schneidenteil erreicht (der Kröpfungswinkel beträgt 50°).

Geometrieeinfluss

Wäre die Schleifstein-Führung näher an der Klinge, dann ergäbe sich ein zu flacher Winkel am abgekröpften Teil. Um den eingestellten Winkel zu erreichen, müsste der Überstand der Messerspitze deutlich verringert werden. In der Abbildung ist dieser Fall rot eingezeichnet, wobei der Abstand von der Aufhängung bis zur Schneide halbiert wurde.

Umgekehrt ergäbe sich bei einer Vergrößerung des Abstandes ein zu steiler Winkel und die Messerspitze müsste weiter überstehen, um den eingestellten Winkel zu erhalten. In der Abbildung ist dieser Fall grün eingezeichnet, wobei der Abstand um 50% vergrößert wurde.

Diese Winkel-Betrachtung führt noch zu einem weiteren Ergebnis: der Benutzer des Gerätes kann den Winkel am abgekröpften Teil in einem gewissen Bereich beeinflussen. Wird der Überstand der Messerspitze verringert, dann ergibt sich ein etwas steilerer Winkel, während eine Überstandsvergrößerung zu einem flacheren Winkel führt.

Für sehr kurze und sehr lange Klingen sind also kleinere bzw. größere Geräte möglicherweise (je nach Abrundung der Klinge) besser geeignet. Für mittlere Klingenlängen von ca. 10 - 25 cm erscheint uns der gewählte Kompromiss aber optimal.

Was bringt das Abrichten der Schleifsteine und die Höhenjustage?

Grundsätzlich verschleißen gröbere Schleifsteine schneller als feinere, was sich beim Schleifen ungünstig auswirkt, wie im folgenden gezeigt wird. Wenn ein gröberer Schleifstein durch Verschleiß z.B. nur 2 mm dünner als der nächst feinere ist, dann liegt er (bei gleicher Winkeleinstellung) etwas steiler auf der Schneide auf. Mit dem feineren Stein muss also zunächst Material am Übergang von der Schneide zur Klinge abgetragen werden, bevor der Stein die eigentliche Schneidkante erreicht. Dadurch besteht die Gefahr, dass der Schleifvorgang zu früh abgebrochen wird, da die Schneide optisch bereits "gut" aussieht.

Wie viel Material zusätzlich abgetragen werden muss, zeigt eine kleine Dreisatz-Rechnung (bzw. Strahlensatz): der Abstand von der Aufhängung zur Schneide beträgt etwa 170 mm. Bei einer angenommenen Schneidenbreite von 1,7 mm und der beispielhaften 2 mm Steinverschleiß liegt der feinere Stein am Schneidenende beim Übergang zur Klinge also 0,02 mm höher auf, als an der Vorderkante.

Auf den ersten Blick sind 0,02 mm bzw. 20 µm sehr wenig - auf den zweiten aber sehr viel. Ein 1000er Stein erzeugt grob abgeschätzt eine maximale Rautiefe von 1 µm. Der nachfolgende 2000er Stein muss also im Idealfall im Mittel nur 0,25 µm abtragen, um eine Rautiefe von 0,5 µm zu erzielen (vgl. Abbildung). Die zusätzlichen 20 µm am Schneidenende bedeuten also im Mittel 10 µm oder das 40-fache des mindestens notwendigen Materialabtrages. Je feiner die Steine werden, desto ungünstiger wird das Verhältnis.

Rautiefe und Abtrag

Abbildung: Idealisierte Darstellung von Schleifriefen. Zur Verringerung der Rautiefe von 1 µm auf 0,5 µm ist mindestens ein mittlerer Materialabtrag von 0,25 µm erforderlich (Quadrate ohne Schraffur im rechten Bild).

Die Berechnung kann auf ähnliche Weise und mit vergleichbarem Ergebnis auch für hohl geschliffene Steine durchgeführt werden. Daher sind das regelmäßige Abrichten und die nachfolgende Höhenjustage eine große Hilfe beim effizienten Einsatz des Gerätes.

Nach vielen Abrichtvorgängen kann es passieren, dass der Schleifstein leicht keilförmig wird. Auch dies ist bei gewissenhafter Höhenjustage kein Problem, da der Keilfehler ausgeglichen wird.

Die Schneiden auf den beiden Seiten der Klinge sind nach dem Schleifen nicht gleich breit. Warum?

Schneidenbreite

Bereits ab Werk sind die Schleifwinkel auf Vorder- und Rückseite häufig nicht gleich. Trotzdem sehen die beiden Schneiden gleich breit aus (Bild 1). Wenn jetzt beide Seiten mit dem gleichen Schleifwinkel geschliffen werden, dann können sich unterschiedlich breite Schneiden ergeben (Bild 2). Wenn gleich breite Schneiden gewünscht werden, dann muss auf der schmaleren Schneide noch Material abgetragen werden (Schraffur in Bild 3). Dabei wird auch die ehemals breitere Schneide schmaler - also beim Schleifen öfter mal beide Seiten vergleichen. Das Ergebnis ist in Bild 4 dargestellt. Jetzt liegt auch die Schneidkante mittig zur Klinge.

Gibt es auch Lederriemen und Polierpasten zum Abziehen der Klingen?

Nein, standardmäßig werden keine Lederriemen angeboten, da mit den feinsten Schleifsteinen (10.000 und 12.000) bereits feinste Polier-Körnungen zur Verfügung stehen. Polierpasten haben üblicherweise keine feinere Körnung.

Der Vorteil bei einem Lederriemen mit Polierpaste ist, dass sich das Leder beim Abziehen leicht deformiert und der Schneide anpasst, wodurch kleine Schleifwinkelfehler ausgeglichen werden. Dieser Vorteil ist aber gleichzeitig auch ein Manko, da die Schneide leicht konvex wird und sich der eingestellte Winkel minimal vergrößert. Bei gewissenhafter Höhenjustage ist ein deformierbarer Lederriemen nicht erforderlich.

Falls eine Mikrofase gewünscht wird, kann sie durch eine kleine Winkelerhöhung bis max. 0,5° bei dem feinsten (oder den beiden feinsten) Steinen erreicht werden.

Weiterhin ist es einfach möglich, sich ein Polierelement selber zu bauen. Benötigt werden ein Schleifsteinhalter, ein Plättchen aus z.B. Aluminium oder Sperrholz in einer Größe von 104 mm x 20-25 mm und ein ebenso großes Lederstück. Die Gesamtdicke des Plättchens mit dem Leder sollte unter 10 mm liegen, damit die Höhenjustierung funktioniert. Zum Kleben hat sich Pattex® 100% (bzw. Pattex® Repair Extreme) bewährt. Der Kleber muss 24 h trocknen.

Leder-Polierelement

Der gröbste Stein verschleißt schnell. Warum gibt es keinen groben Diamantstein?

Der erste Anschliff, bei dem die Klinge in Form gebracht werden soll, kann recht aufwendig sein, da häufig eine größere Materialmenge abgetragen werden muss. Daher haben auch wir uns gefragt, ob nicht Diamantsteine (eigentlich diamantbeschichtete Metallplatten) effizienter als Wassersteine sind und haben verschiedene Markensteine getestet. Leider zeigte sich, dass auch Diamantsteine einem erheblichen Verschleiß unterliegen. Die Schleifpartikel werden zwar nicht stumpf, aber sie brechen aus der üblicherweise verwendeten Nickelbindung aus und nach einiger Zeit rutscht nur noch die Nickelschicht über die Schneide.

Da der Verschleiß schleichend ist und sich nicht durch eine Höhenabnahme bemerkbar macht, werden die Ergebnisse mit der Zeit ohne problemlos erkennbare Ursache immer schlechter. Dies Problem tritt bei Wassersteinen nicht auf. Nach dem Planen und der Höhenjustage schleifen sie wie neue Steine.

Wer trotzdem einen Diamantstein testen möchte, kann z.B. von der Firma DMT® den 4 Inch langen Dia-Sharp® (coarse = grobe Körnung) oder einen Stein vom Lansky®-System (vom Halter abbrechen) verwenden. Die Steine lassen sich, wie oben beschrieben, an einen Schleifsteinhalter kleben.

verschlissener Diamantstein

Diamantstein mit einem Mikroskop betrachtet: der Pfeil zeigt auf eine Vertiefung in der Nickelschicht, in der sich ursprünglich (sehr wahrscheinlich) ein Schleifpartikel befand. Die orange umgrenzte Insel aus Nickel weißt Schleifspuren auf, was zeigt, dass die Nickelschicht über die Schneide gerutscht ist.

Können auch konkave Klingen (Recurveklingen, Schälmesser) und gezahnte Klingen bzw. Klingen mit Wellenschliff geschärft werden?

Nein, mit den standardmäßig verfügbaren Schleifsteinen nicht. Im gut sortierten Fachhandel gibt es aber sogenannte Schleiffeilen in runder, halbrunder, dreieckiger, keilförmiger und flacher Form, die statt eines Schleifsteins an einen Steinhalter geklebt werden können (Kleber s.o.). Die Länge sollte maximal 106 mm betragen. Wenn die Höhe unter 10 mm liegt, dann ist auch eine Höhenjustage möglich.

Mit solch einem "Spezialstein" können evtl. auch Wellen oder Zacken nachgeschliffen werden. Allerdings muss das Messer häufig auf der Messerauflage verschoben werden, damit der Stein immer senkrecht zur Schneide steht und die Wellen oder Zacken nicht schief aussehen.

Können auch keramische Klingen geschärft werden?

Nein.


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