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Die Erfindung betrifft, was im folgenden allgemein Spankopf genannt wird und dazu verwendet wird, Spane von einer langlichen Region entlang der Seite eines Werkstückes, beispielsweise eines Stammes, zu entfernen, um eine flache Oberfläche entlang der Stammseite, an der die Spane entfernt wurden, zu schaffen. Beim Bearbeiten eines Stammes ist es üblich, die konvex geformten Oberflachenbereiche, die einander gegenüberliegen, zu entfernen, um gegenüber- liegende flache Seiten am verbleibenden Stamm zu schaffen und das abgenommene Material zu zerspanen
Ein in der Vergangenheit vorgeschlagener Spankopf ist der im vorveroffentlichten US-Patent Nr 5,271,442 geoffenbarte.
Bei diesem Spankopf sind längliche Messer um den Spankopf herum angeordnet und erstrecken sich in einem Winkel, so dass ihre Schneiden von der Achse des Spankopfes fortschreitend am Spankopf nach aussen divergieren und so Späne schneiden, wenn der Spankopf rotierend angetrieben wird. Die Schneiden dieser Messer konvergieren zunehmend zueinander mit ihren inneren Enden und eine glatte Oberflache des Stammes wird durch zusatzliche Messer erreicht, die von manchen als Planmesser bezeichnet werden und die sich in einer gemeinsamen Ebene bewegen, die normal zur Achse des Spankopfes verläuft
Derartige Spanköpfe mit Messern, die sich entlang konischer Bahnen bewegen, sind kommerziell weit verbreitet Diese Spanköpfe wurden verwendet, um Späne guter Qualität herzustellen und um eine Ebene im wesentlichen keiner Nachbearbeitung bedürfenden Oberflache der Stammseiten,
auf denen die Spane geschnitten wurden, zu erreichen.
Bei verschiedenen Konstruktionen bringen derartige Spanköpfe aber Probleme mit sich Zufolge der geneigten Positionierung der Messer, die die konisch verlaufende Schneidwirkung ausüben, haben derartige Spanköpfe im Bereich der äusseren Enden der Messer einen ausserordentlich grossen Durchmesser Dies bedeutet, dass derartige Spanköpfe teuer sind Darüberhinaus bringt der grosse Durchmesser es mit sich, dass die Drehgeschwindigkeit des Spankopfes begrenzt ist.
Durch die schräge Anstellung der Messer besteht eine Grenze der Schnitttiefe, die bei einem Stamm erreicht werden kann, wenn ein Spankopf mit grossem äusseren Durchmesser verwendet wird Mit dieser schneidtiefen Begrenzung treten offensichtlich Probleme bei der Bearbeitung gekrümmter spitzverlaufender oder dünner Stämme auf
Es ist ein allgemeines Ziel der Erfindung, einen neuen und verbesserten Spankopf zu schaffen, der im wesentlichen einen zylindrischen Gesamtaufbau aufweist, verglichen mit den im wesentlichen konischen Aufbauten der vorbekannten Spanköpfe. Späne werden von der Seite des Stammes, die bearbeitet werden soll, durch die Schneiden von Messern abgeschnitten, die sich im wesentlichen in axialer Richtung erstrecken und im wesentlichen frei sind, von jeder Divergenz bezüglich der Achse des Spankopfes.
Eine glatte Schneidoberflache an der Seite des Stammes, an der die Späne entfernt werden, wird durch Schneiden von Messern erreicht, die in einer gemeinsamen Ebene rotieren, die normal zur Drehachse des Spankopfes liegt
Ein anderes Ziel der Erfindung ist es, einen Spankopf zu schaffen, der im wesentlichen zylindrische Form aufweist, wobei das Ende des Spankopfes so wie sein äusserer zylindrischer Mantel gemeinsam zur Befestigung der Messer verwendet wird, die die Späne schneiden und die Bearbeitungsoberfläche des Stammes schaffen.
Ein noch spezifischeres Ziel der Erfindung ist es, einen Spankopf mit im wesentlicher zylindrischer Form zu schaffen, bei dem mehrere zweischneidige abnehmbare und austauschbare Messer vorgesehen sind, um die zur Schaffung der Späne und der glatten flachen Oberfläche benotigten Schneiden zur Verfügung zu stellen. Dabei haben zweischneidige Messer, wenn sie am Spankopf montiert sind, eine ihrer Schneiden in einer exponierten Arbeitsposition und eine dieser Schneide gegenüberliegende Schneide in einer inoperativen, nicht schneidenden Position, in der die Schneide geschützt und nicht exponiert ist.
Nach einer gewissen Gebrauchsperiode können neue Schneiden einfach durch Abnehmen der Messer und erneutes Montieren in gewen- deter Lage verwendet werden, so dass die zuvor in einer abgedeckten, nicht schneidenden Position liegenden Schneiden nunmehr die exponierten in Arbeitsstellung befindlichen Schneiden sind.
Es ist noch ein Ziel der Erfindung, einen Spankopf mit mehreren Messern anzugeben, die sich am Ende und entlang der zylindrischen Mantelfläche des Kopfes erstrecken, wobei der Körper des Spankopfes aus mehreren scheibenförmigen Abschnitten, die Stirn an Stirn angeordnet sind, besteht Dabei weist der Abschnitt am Ende des Spankopfes eine Gruppe von Messern auf, die sich entlang einer Umfangsbahn zur Entfernung von Spänen bewegen, auf und eine andere
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Gruppe von Messem, die in einer Ebene normal zur Drehachse des Spankopfes umlaufen, um eine glatte Oberfläche des bearbeiteten Stammes zu schaffen Abschnitte des Spankopfes, die nicht dieser Endabschnitt sind, haben normalerweise nur entlang des Umfanges verteilte Messer, die der Zerspanung des Werkstückes dienen.
Die Erfindung und ihre Merkmale und Vorteile werden im folgenden unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert, worin-
Die Fig 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemässen Spankopfes darstellt, die Fig. 2 eine Endansicht des in Fig. 1 bezeigten Spankopfes in Richtung des Pfeiles 2 in Fig
1 ist, die Fig 3 eine vergrösserte Detailansicht der Fig 2 zeigt und die Fig 4 eine vergrösserte Schnittdarstellung entlang der Linie 4-4 in Fig 3 darstellt
Wie aus den Figuren ersichtlich ist, weist ein erfindungsgemässer Spankopf 10 im wesentlichen eine zylindrische Aussenform auf, miteinander gegenüberliegenden Stirnflächen 10a und 10b Ein derartiger Spankopf wird in der Spanmaschine an einem passend angetriebenen rotierbaren Schaft 12 (Fig 2) so befestigt,
dass er sich mit dem angetriebenen Schaft mitdreht
Bei einer üblichen Einbausituation sind der Spankopf und der angetriebene Schaft in einem passend ausgebildeten Ständer angeordnet, wobei auch eine passende Vorrichtung vorgesehen ist, um einen Stamm zu tragen und entlang der Stammachse am Ende des Spankopfes vorbeizubewegen Zusätzlich ist der Ständer üblicherweise in einer Richtung quer zum Stamm beweglich, um die Tiefe der Zerspanungstätigkeit wahrend des Vorbeiganges des Stammes zu bestimmen. In den Zeichnungen (Fig. 2) ist ein typischer Stamm strichliert mit seinem Umriss 14 eingetragen
Auf den erfindungsgemässen Spankopf zurückkommend ist festzuhalten, dass dieser einen Körper 20 von im wesentlichen zylindrischen Aufbau aufweist.
Bei der speziell dargestellten Ausführungsform besteht der Körper aus mehreren scheibenförmigen Abschnitten (davon sind in Fig. 1 vier Stück 22,24, 26 und 28 dargestellt), die Stirnseite an Stirnseite axial fluchtend am Schaft 12 angeordnet sind Die einzelnen Abschnitte konnen im geringen Abstand voneinander oder mit zwischengefügten Abstandshaltern 30 montiert sein. Die Abschnitte sind auf passende Weise untereinander verbunden, um eine einheitliche Konstruktion zu bilden.
Mehrere entlang des Umfanges verteilte zweischneidige Mantelmesser sind abnehmbar am Körper 20 des Spankopfes angeordnet. Beim dargestellten Spankopf umfassen diese Messer eine Gruppe von vier Messern 40, die abnehmbar am Endscheibenabschnitt 28 angeordnet sind und im gleichen Abstand voneinander in Umfangsrichtung angeordnet sind.
Beim benachbarten Scheibenabschnitt 26 ist auch eine Gruppe von vier Messern 42 abnehmbar montiert, wobei diese Messer in Umfangsrichtung gleichmässig verteilt, aber versetzt zu den Messern 40 des Scheibenabschnittes 28 angeordnet sind Auf gleiche VVEise ist eine Gruppe von vier Messern 44 am Scheibenabschnitt 24 befestigt, die versetzt bezüglich der Messer des Scheibenabschnittes 26, aber fluchtend mit den Messers des Scheibensegmentes 28 angeordnet sind Eine Gruppe von vier Messern 46 ist abnehmbar an dem Scheibenabschnitt 22 befestigt, versetzt bezüglich der Messer 44 des Scheibenabschnittes 24
Alle diese Messer 40, 42, 44 und 46 weisen ähnliche Befestigungen am Spankopfkörper auf.
Speziell und unter Bezugnahme auf die Messer 40 (siehe Fig. 3) weist der Scheibenabschnitt eine Tasche 50 im Bereich des Messers auf In dieser Tasche befindet sich eine Montageleiste 54.
Diese Leiste wird mit Schrauben 56,58, die sich von der Leiste in den Scheibenabschnitt erstrecken, an ihrem Platz gehalten Eine Justierschraube 60 ist vorgesehen, die mit ihrem unteren Ende am Boden der Tasche 50 ansteht und durch verstärktes Ein- oder Ausdrehen eine Adjustierung der Position der Befestigungsleiste bezüglich der sie aufnehmenden Tasche in gewissen Grenzen erlaubt.
Die Befestigungsleiste weist entlang ihres oberen Bereiches eine Einkehlung 64 und einen Absatz 66 auf. Der Absatz nimmt einen Messerträger 68 auf Die Positionierung des Messerträgers und seine Sicherung an seiner Montagestelle erfolgt durch Passstifte 70 und Schrauben 72 Das Messer 40 ist ein zweischneidiges Messer mit einer Länge, die nur geringfügig grösser ist als die Dicke des Scheibenabschnittes 28. Das Messer 40 wird am Oberteil des Messerträgers 68 gehalten Das Messer 40 weist eine seichte Nut 80 auf, die sich entlang des Messers an seiner Bodenseite erstreckt, die über einen Vorsprung 82 an der Oberseite des Messerträgers zügig passt.
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Um das so positionierte Messer zu fixieren, ist eine Klemme 86 vorgesehen, deren vorderer Teil gegen den Messerrücken presst und deren hinterer Teil 86b an einer Schulter 88 der Montageleiste 54 anliegt Die Klemme 86 wird durch eine Schraube 90 od dgl. gehalten
In der gezeigten Lage ist eine Schneide 92 des Messers 40 in einer exponierten wirksamen Arbeitslage.
Die gegenüberliegende Schneide 94 wird in einer abgedeckten, nicht wirksamen inaktiven Position gehalten Die exponierte Schneide des Messers schneidet, wenn sie auf Holz trifft, in dieses Material und schneidet einen Span aus diesem Material, wobei der abgeschnittene Span nach unten entlang der Vorderseite des Messers zum Messerträger und in die Auskehlung 64 der Befestigungsleiste 54 geführt wird
Es ist klar, dass mit fortschreitender Abnutzung der Schneide 92 das Messer einfach durch Losen des Halters 90 und Abnehmen der Klemme entfernt werden kann. Das Messer kann dann so wiederum montiert werden, dass nunmehr seine Schneide 94 in einer exponierten schneidenden Arbeitsposition ist, wobei die nunmehr stumpfe Schneide 92 in der inoperativen Position ist. Mit dem Aufsetzen der Messerklemme und ihrer Befestigung ist das Messer erneut einsetzbar.
Die exponierte wirksame Schneide der verschiedenen Messer, die auf den verschiedenen Scheibenabschnitten befestigt sind, erstrecken sich im wesentlichen in axialer Richtung an der Penpherie bzw dem Umfang des Spankopfes. Eine Gruppe solcher Messer sind an jedem Scheibenabschnitt vorgesehen und die Schneiden einer solchen Gruppe sind bezüglich der Schneiden der unmittelbar benachbarten Scheibenabschnitte in Umfangsrichtung versetzt
Gemeinsam mit diesen zweischneidigen Mantelmessern, die die Späne produzieren, die durch die Holzentfernung entstehen, arbeiten mehrere Messer, die am Ende des Spankopfes angeordnet sind und deren Funktion es ist, eine glatte flache Oberflache oder Endoberfläche an der Seite des Stammes, dessen Schwarte entfernt wird, um Späne zu bilden, auszubilden
Beim speziell hier beschriebenen und dargestellten Spankopf sind,
wie aus den Fig. 2,3 und 4 zu ersehen ist, vier derartige Messer, im folgenden Endmesser genannt, am Ende des Spankopfes angeordnet und mit 102 bezeichnet Die Befestigungsvornchtungen fur die Endmesser sind untereinander gleich es, es wird daher nur eine detailliert beschrieben.
Wie aus den Zeichnungen ersichtlich, befindet sich im Bereich eines jeden Endmessers und im Scheibenabschnitt 28 angeordnet, eine Tasche 104, die das durch die Schneide des Messers geschnittenen Spane aufnimmt. Benachbart der Tasche 104 ist eine Ausbuchtung 106 und ein Einschnitt 108 vorgesehen.
Der Einschnitt 108 nimmt ein Messertragelement 110 auf, das einen länglichen leistenförmigen Vorsprung 111entlang seiner Oberseite aufweist Ein Passstift 112 und Befestigungsschrauben 114 halten den Messerträger und sichern seine Lage Ein zweischneidiges Messer 102, das ähnlich dem Messer 40 aufgebaut ist, sitzt mit einer Ausnehmung 116 am Vorsprung 111
Eine Klemme 122, die gegen den Rücken des Messers geklemmt wird, hält das Messer an seinem Platz Die Klemme selbst ist mit einer Befestigungsschraube 124 niedergehalten. Die Ruckseite der Klemme liegt an einem Anschlagstück 126 an, das durch Schrauben 128 in der Ausnehmung 106 gehalten wird.
Es ist direkt ersichtlich, dass das Messer 102 eine Schneide 130 in einer exponierten schneidenden Arbeitslage hat, wenn es auf die beschriebene Weise montiert ist und die üblicherweise in einem Abstand von 0,03 bis 0,06 Inch (0,762 bis 1,542 mm) ausserhalb der Stirnflache des Scheibenabschnittes 28 liegt Die gegenüberliegende Schneide 132 wird in einer abgedeckten nicht arbeitenden Position gehalten Beim Abnutzen der Schneide ist es einfach, die Klemme 122 zu lösen und zu entfernen, das Messer umgedreht, nunmehr mit der Schneide 132 in der schneidenden Arbeitslage und der Schneide 130 in der abgedeckten Lage zu montieren.
Mit der beschriebenen Konstruktion wurden Stämme mit einer Zufuhrgeschwindigkeit von 500 Fuss pro Minute (152,5 m/min) problemlos entschwartet, wobei der zylindrische Spankopf einen Gesamtaussendurchmesser von etwa 20 Inches (50,8 cm) aufwies und mit etwa 1200 U/m umlief Der beschriebene und gezeichnete Spankopf weist vier Scheibenabschnitte auf, die den Spankopf bilden, doch ist es offensichtlich, dass diese Anzahl erhöht oder vermindert werden kann, je nach den auftretenden Arbeitsbedingungen
Obwohl eine spezielle Ausführungsform beschrieben wurde, ist es klar ersichtlich, dass die Erfindung im gesamten Rahmen der Patentansprüche beansprucht wird.