3-Klinker-Methode - experimentelle Analyse

Hier werden Holzprojekte diskutiert, die vorwiegend mit Handwerkzeugen und nicht mit Maschinen realisiert werden. Hier ist auch ein Platz für traditionelle Oberflächenbehandlung von Holz. Ebenso geht es hier um klassische Handwerkzeuge zur Holzbearbeiteng, deren Bedeutung, Pflege und Gebrauch.
Georg Pfab
Beiträge: 235
Registriert: Mi 6. Nov 2019, 19:01

Re: 3-Klinker-Methode - experimentelle Analyse

Beitrag von Georg Pfab »


Hallo,
wenn ich das jetzt richtig verstanden habe, wäre es am einfachsten sich quadratische Steine zu besorgen und diese beim planen zusätzlich um 90° zu drehen.
Das dürfe machbar sein, da es sich bei den Steinen nicht zwangsläufig um Klinker handeln muss.
VG
Georg Pfab

Carsten Griewatsch
Beiträge: 54
Registriert: So 8. Mär 2015, 21:00

Re: 3-Klinker-Methode - experimentelle Analyse

Beitrag von Carsten Griewatsch »


Moin,

mit quadratischen Steinen wird es ganz sicher klappen, und zwar beliebig genau.

Ich habe inzwischen nochmal 2 Zyklen wie zuletzt durchgespielt, damit sind es also insgesamt 6 Zyklen in der Diagonalstellung gewesen. Alles wirklich nicht die Welt.
Und nun kann man in den Messwerten kaum noch erkennen, daß es hier eine Sattelfläche gibt, der Fit ergibt a=0.000006(2).
Wenn man also die Diagonalen kontrolliert und hier gegebenenfalls in der Diagonalstellung wie beschrieben korrigiert, lässt sich auch mit Klinkern in den üblichen Abmessungen sehr plane Steine hinbekommen.
In keiner Stellung ist ein noch so kleines Kippeln festzustellen.

Um nochmal darauf hinzuweisen: Wenn man sich nur auf Haarlineal-Messungen in Längs- und Querrichtung verlässt, kann es dennoch sehr gut sein, daß die Steine deutlich von einer planen Fläche abweichen. Die Diagonalen muss man messen und vergleichen.
Mögliche Fehler in der Planarität lassen sich, falls vorhanden, dann einfach wie beschrieben beheben.

Weil es so viel Spaß macht, werden ich nochmal einen Zyklus hinterherschieben, und zwar in der "Normalstellung" mit kleinen Bewegungen. Mal sehen was das nochmal bringt.

Gruß

Carsten

Horst Entenmann
Beiträge: 1154
Registriert: So 30. Mär 2014, 20:58

Re: 3-Klinker-Methode - experimentelle Analyse

Beitrag von Horst Entenmann »

[In Antwort auf #152747]
Hallo Friedrich,

Bei nochmaligem Überlegen kam bei mir die Frage auf ob nicht eine kreisende Bewegung (ohne drehen der Klinker) der Sache abhelfen könnte?
Nach meinem Verständnis erlauben nur ebene Flächen eine kreisförmige Bewegung aufeinander, mit zylindrischen geht das nicht.
Bin mir aber selber nicht ganz sicher.

Gruß Horst

Friedrich Kollenrott
Beiträge: 3188
Registriert: Fr 19. Mär 2021, 17:09

Re: 3-Klinker-Methode - experimentelle Analyse

Beitrag von Friedrich Kollenrott »


Hallo Horst,

ich mache ja beim Läppen der Klinker gegen Ende (und auch beim Nacharbeiten) kreisende Bewegungen (mit kleinem Radius) ohne
sie um ihre Hochachse zu drehen, wahrscheinlich meinst Du das auch.

Wenn man sich nur zwei Klinker (zu läppende Flächen) vorstellt, dann gibt es verschiedene Flächenformen, die sich miteinander "paaren" lassen: Planflächen, Zylinder, Kugelflächen... das geht alles (und kann also entstehen, wenn man zwei Flächen miteinander läppt). Dreht man sie gegeneinander, dann sind noch Planflächen und Kugelflächen möglich. Das gilt aber immer für zwei Flächen, und das kann man sich ja auch anschaulich vorstellen. Läppt man drei Flächen zyklisch, dann müssen sie meiner Meinung nach eigentlich plan werden, auch wenn man sie nicht gegeneinander dreht. Eine anschauliche Vorstellung von dem Mechanismus, der bei drei Flächen zur Planheit führt, habe ich nicht, es ist nur klar dass ein anderes Ergebnis nicht funktionieren kann. Offenbar sind die in der Praxis so erreichte Planflächen aber nicht sonderlich genau. Ob das (wie ich bisher vermute) an dem recht groben Korn liegt oder in meiner Methode des Planläppens der rchteckigen Klinker ein systematischer Fehler steckt, versucht ja Carsten herauszufinden, ich finde das sehr interessant.

Grüße, Friedrich



Carsten Griewatsch
Beiträge: 54
Registriert: So 8. Mär 2015, 21:00

Re: 3-Klinker-Methode - experimentelle Analyse

Beitrag von Carsten Griewatsch »


Moin,

wäre schon interessant auszuprobieren, was bei runden oder quadratischen Steinen passiert, wenn man sie immer nur gegeneinander rotieren würde. Der Materialabtrag innen und aussen sollte in dem Fall ja erhebliche Unterschiede aufweisen. Vielleicht bleibt in der Mitte einfach ein Berg stehen, auf dem dann die Steine gegeneinander rotieren (und dabei kaum Material abtragen) und dabei immer wieder abkippen, weil sie am Rand keinen Halt finden, weil dort bereits Material abgetragen worden ist.
Ich stelle mir mal zwei Glasplatten vor, die jeweils in der Mitte einen Berg besitzen. Wenn ich nun Schleifmittel aufstreue und dann Berg auf Berg setze und rotiere, dann dürfte das Schleifmittel ganz schnell nach Aussen wandern. In der Mitte quietscht dann Glas auf Glas, viel Abtrag wird man da nicht bekommen. Das scheint mir nicht zu funktionieren.

Letzlich geht es ja auch darum, ob das Verfahren gut konvergiert, ob man also schnell zu einen brauchbaren Ergebnis kommt. Im Prinzip klappt es ja ganz gut, so wie es in der Schärfanleitung beschrieben steht. Je nachdem, wie plan man es dann am Ende wirklich haben will, muss man dann halt etwas korrigieren, wenn man eine Sattelfläche festgestellt hat. Letzteres war zumindest bei mir kein grosses Problem. Im Vergleich zur ganzen Vorarbeit, die man leisten muss, um neue Klinker einzuschleifen, ist die Korrektur in der Diagonalstellung dann am Ende blitzschnell erledigt.

Gruß

Carsten

Carsten Griewatsch
Beiträge: 54
Registriert: So 8. Mär 2015, 21:00

Re: 3-Klinker-Methode - experimentelle Analyse

Beitrag von Carsten Griewatsch »


Moin Friedrich,

>Läppt man drei Flächen zyklisch, dann müssen sie meiner Meinung nach eigentlich plan werden, auch wenn man sie nicht gegeneinander dreht.
das sehe ich nicht so. Auf diese Weise muss man zwangsläufig einen systematischen Fehler einführen bzw. kann ihn zumindest nicht verhindern.

In dem ersten Video zeigt Robin Renzetti ab ca. 3:20, das man Flächen konstruieren kann, eben die erwähnten Sattelflächen, die ebenfalls paarweise perfekt passen, die aber eben nicht plan sind.
Und dass das alles altes Wissen ist, kann man auch schon bei "Foundations of Mechanical Accuracy", Moore 1970, nachlesen. Die PDF ist im Internet zu finden!
Dort steht auf Seite 21:
"Rectangular plates may have a twist, and still match each other to show a perfect bearing even it turned end-for-end, yet none of the plates may be flat. A square plate turned 90° on its mate would reveal a twist, but it is not practical to do this with
a rectangular plate since the overhang would introduce as much error as it was intended to discover." Dazu einige Abbildungen.

Damit die Methode funktioniert und zu planen Flächen führen kann, werden also zwingen Rotationen benötigt. Deswegen werden für diese Methode auch normalerweise nur quadratische oder runde Platten verwendet. Der Twist ist nichts anderes als die von mir erwähnte Sattelfläche vom Typ f(x,y)=a*x*y. Schnitte in X und Y sind übrigens jeweils perfekte Geraden, d.h. ein Haarlineal ist nutzlos in Längs- und Querrichtung!

Ich denke es kommen mehrere Dinge zusammen:

- Die Abweichungen sind schon klein, deswegen fällt es nicht sofort auf. Aber eine Sattelfläche, die man gut messen kann, ist nunmal definitiv nicht plan. Und zwar nicht nur einfach nichtplan im Sinne von irgendwie uneben, sondern systematisch
nichtplan, eben sattelförmig. Sattelförmige Flächen passen perfekt aufeinander. Und wenn man diese perfekt passenden Flächen aufeinander reibt, dann behält man im Wesentlichen die Form bei. Bei relativ kleinen Schleifbewegungen werden alle Bereiche der Fläche gleichmässig abgenutzt.

- Letzlich will man einen starken Überhang vermeiden und produziert Bewegungen, die im Verhältnis zur Größenordnung der Steine eher klein sind. Steine mit einer Sattelfläche bewegen sich nicht wirklich in reiner Translation, sondern werden in Wirklichkeit einen leichten Bogen, eventuell in Kombination mit einer leichten Mikrorotation, beschreiben, wenn man sie mit der Hand übereinander führt und dabei in Richtung der Hauptachsen schiebt (also quer und längs). Robin zeigt das gut im Video. Dadurch "vermeiden" es die Steine, sich so abzunutzen, daß sie plan werden könnten, sie bleiben sattelförmig. Das hat auch mein erster Versuch gezeigt, beim dem etliche Zyklen überhaupt keine Besserung gebracht haben.
Wenn man den oberen Stein mit einer Zwangsführung in der Orientierung fixieren könnte (so ähnlich, wie in einer mechanischen Läppmaschine), kann es gut sein, daß man die Sattelflächen wirkungsvoll vermeiden könnte. Dies ist aber aber leider nicht bei einer Handführung gegeben.
Wenn man in der von mir beschriebenen Diagonalstellung (Kippelstellung) die Steine schleift, können die Sattelflächen nicht ineinandergreifen und man kann ebenfalls wirkungsvoll hohe Ecken einebnen.

- Ja, das ist relevant. Ich hatte eine Abweichung von 0.1-0.2mm bezogen auf eine ideale perfekt plane Fläche. Das ist unnötig viel und völlig unproblematisch zu beheben, aber eben nur dadurch, daß man die Steine gegeneinander dreht.

- Natürlich spielt das Korn auch eine Rolle, aber korrekt angewendet kann man ganz sicher mit quadratischen oder runden Platten beliebig plane Flächen produzieren. Deutlich planere als es mit rechteckigen Steinen möglich ist.

Moore bezieht sich ehrlicherweise auf eine Methode, die Schaben statt schleifen verwendet. Damit werden die Platten untereinander kaum bewegt. Aber ich bin sicher, daß dieser Unterschied keine Rolle spielt, da man beim Schleifen nur relativ kleine Bewegungen macht, sicherlich maximal ein Viertel der Steinlänge, wenn überhaupt. Man könnte natürlich auch mal ausprobieren, was passiert, wenn man die Steine viel weiter bewegt, also vielleicht bis zu 50% Überhang. Ich befürchte aber, daß man auf diese nur eine Verrundung der Ränder des unteren Steins herbeiführen würde. Und ob das dann zu planeren Steinen führen kann, ist zumindest fraglich.

Ich hatte Horst übrigens so verstanden, daß er sich die Frage gestellt hat, was passiert, wenn man auf jegliche Translation verzichtet. Wenn man also rohe Steine aus dem Baumarkt aufeinander legt und einfach nur gegeneinander dreht, natürlich mit Schleifmittel. Verwendet man ebenfalls drei Steine und wechselt sich ab, so könnte es ja sein, daß ebenfalls eine plane Ebene am Ende herauskommen sollte, denn die drei Steine müssen ja erneut wechselseitig passen. Ich glaube nicht, daß bei dieser Methode in der Praxis in der Mitte genügend Material abgetragen werden könnte.

Nun sehe ich gerade, daß ich Horst gründlich missverstanden habe, tut mir leid. Er schreibt ja ausdrücklich "ohne Drehen der Klinker". Solche kreisenden Bewegungen würden wohl dazu führen, daß immer die gleichen Teile des unteren Klinkers mit denen des oberen Klinkers in Berührung kommen, im Rahmen der Größe der kreisenden Bewegungen. Solange die Bewegungen klein bleiben, bleibt die Sattelfläche erhalten. Werden die Bewegungen größer, kommen nun zwar unterschiedliche Bereiche der Steine gegeneinander in Kontakt, dafür hängt man irgendwann zu stark über und man hat ein neues Problem. Mit kleinen kreisenden Bewegungen wird man eine vorhandene Sattelfläche vielleicht abflachen können. Aber letzlich muss man die hohen Ecken abtragen, um die Steine planer zu machen. Und solche kreisenden Bewegungen müssten sehr sehr groß sein, um die hohen Ecken effektiv abnutzen zu können. Ich denke, daß die Diagonalstellung hier viel effektiver ist, weil nur hier hoch auf hoch zu liegen kommt und eben genau da abgetragen wird, wo es sein muss.

Gruß

Carsten

Friedrich Kollenrott
Beiträge: 3188
Registriert: Fr 19. Mär 2021, 17:09

Re: 3-Klinker-Methode - experimentelle Analyse

Beitrag von Friedrich Kollenrott »


Moin Carsten,

ich habe jetzt meine Werkstatt frei (Holzprojekt Garderobe fertig und Elektronikprojekt Loopantenne zu einem Zwischenstand gebracht) und kann mich den Klinkern widmen.

Deine Überlegungen und Versuche sind äußerst interessant, vor allem, wenn sich daraus tatsächlich eine praktikable Verfahrensvorschrift für die Läppmethode ableiten lässt, die ohne Mehraufwand (!) zu einer Verringerung der Ebenheitsabweichung der Klinker führt.

Eben habe ich mir noch einmal das Video mit den Schaumstoffmodellen angesehen. Dass die in beliebiger Kombination zusammenpassen, muss ich glauben, die räumlich Vorstellung fehlt mir (noch). Dass die Flächen, wie Du schreibst, rotationssymmetrisch sein sollen, verstehe ich nicht, vielleicht kommt das ja auch noch. Auf jeden Fall ist der Hinweis, die Flächen durch diagonale Messung mit einem Lineal zu überprüfen, sehr wertvoll. Ich sehe mich schon das entsprechende Kapitel in meiner Schärfanleitung überarbeiten ;-)

Dass ein Läppen von Kreisscheiben mit zusätzlicher Rotationsbewegung perfekte Planflächen erzeugen kann, ist klar und unbestritten. Für eine praktische Anwendung wird man aber, denke ich bis jetzt, bei rechteckigen Klinkern bleiben, einfach weil die verfügbar sind. Vermutlich hätte schon ein Übergang zu quadratischen (wenn sie denn erhältlich sind) den Nachteil, dass sie im Gebrauch relativ schnell ihre Planheit verlieren, weil die darauf abzurichtenden ausgeprägt rechteckigen Schleif- und Abziehsteine nur einen kleinen Flächenanteil bedecken. Denn das ist ja das zweite Problem bei der praktischen Anwendung: Wie erreiche ich, dass eine hergestellte gute Planheit lange erhalten bleibt?

Ich werde Deine Beiträge im Forum alle nochmal nachlesen . Und dann werde ich mich in die Werkstatt begeben und mit meinen Klinkern probieren. Mein Messmittel ist ein langes Haarlineal, außerdem eine Fühlerblattlehre die bis 0,02 mm heruntergeht. Eine Messuhr oder gar Messmaschine habe ich nicht. Gespannt bin ich, ob sich tatsächlich ein Kippeln über die Diagonalen fühlen lässt.

Ich melde mich!

Grüße, Friedrich

Carsten Griewatsch
Beiträge: 54
Registriert: So 8. Mär 2015, 21:00

Re: 3-Klinker-Methode - experimentelle Analyse

Beitrag von Carsten Griewatsch »


Hallo Friedrich,

kennst du diese Seite?
http://www.thomas-rh-binder.de/abrichtsteine

Der Autor scheint sehr viel Zeit in das Erstellen von hochwertigen Abrichtsteinen investiert zu haben. Ich habe das Dokument erst überflogen:

- Er stellt sehr hohe Anforderungen, seine Steine sollen auch als Messplatten verwendbar sein, aber auch als reine Abrichtsteine
- Deine Schärfanleitung ist ihm bekannt
- Er verweist auf alte Versuche mit rechteckigen Steinen, eine Idee die er inzwischen jedoch mangels Erfolg wieder verworfen hat
- Er arbeitet nur noch mit runden Steinen, auch quadratische lehnt er ab
- Die Wichtigkeit der Messung der Diagonalen hebt er ebenfalls hervor

Viel Stoff zum Lesen!

Dass zwei Sattelfunktionen perfekt passen ist reine Mathematik;-)
f(x,y)=a*x*y stellt einen Stein mit Sattelfläche dar --> ein umgedrehter Stein wird durch eine Funktion beschrieben, die durch 180°-Drehung um X oder Y erzeugt wird, nennen wir die fx bzw. fy
Dann ist -fx(x,y)=a*x*-y (Y- und Z-Achsen werden jeweils umgedreht, aus z wird -z, aus y wird -y), bzw. wenn man mit "-1" multipliziert: fx(x,y)=a*x*y=f(x,y), d.h. beide Steine werden durch die gleiche Funktion beschrieben und
passen daher perfekt aufeinander, QED.
Für fy(x,y) gilt analog das gleiche Ergebnis und analog kann man leicht zeigen, daß die Funktion ebenfalls um die Z-Achse rotationssymmetrisch ist.

Gruß

Carsten

Friedrich Kollenrott
Beiträge: 3188
Registriert: Fr 19. Mär 2021, 17:09

Re: 3-Klinker-Methode - experimentelle Analyse

Beitrag von Friedrich Kollenrott »


Hallo Carsten.

ja, den Herrn Binder kenn ich. Wir hatten auch mal längeren Kontakt, aber seine Anforderungen sind sicher weit jenseits dessen, was man für holzwerkerische Zwecke benötigt. Man kann es ja sehr weit treiben... Ich hab auch Zweifel, ob Granitplatten, weil sie blank werden (können), gute Abrichtsteine ergeben. Habs aber nie ausprobiert.

Mit Deiner Begründung, warum diese windschiefen (sattelförmigen?) Flächen passen müssen, bin ich mathematisch überfordert, und da werd ich mich wohl auch nicht mehr einarbeiten. Mal sehen, was beim Ausprobieren raukommt ;-)

Grüße, Friedrich

hermann karl

Re: 3-Klinker-Methode - experimentelle Analyse

Beitrag von hermann karl »


Hallo,

kleiner Einwand, Du sagst:

"Für fy(x,y) gilt analog das gleiche Ergebnis und analog kann man leicht zeigen, daß die Funktion ebenfalls um die Z-Achse rotationssymmetrisch ist."

Ich vermute Du meinst nicht rotationssymmetrisch sondern punktsymmetrisch. Richtig?
Danke für die interessante Diskussion!

Besten Gruß, Hermann

Antworten