DE2158912A1 - Werkzeugkopf - Google Patents

Description

WPt-NO.

HELMUT GÖRT* 6 Frankfurt am Mal« f§ 26. November 1971

Gebrüder Linck, Maschinenfabrik' und Eisengießerei, "Gatterlinck", 7602 Cberkirch/Badcn, Postfach 32

er k zeug kopf

Die Erfindung betrifft einen V/erkzeugkopf mit am Umfang angeordneten Zerspanungsmessern zur Verarbeitung der seitlichen Segmente eines quer zur Drehachse des rotierenden Werkzeugkopfes an diesem entlanggeführten Rundholzstanimes od. dgl. zu Nutsspänen und mit einem stirnseitig am Werkzeiigkopf angeordneten Werkzeughalter, der an seinem Umfang Messer zum Schlichten der am Ilolzstamm -zu erzeugenden" ebenen "Fläche trägt» Auch Bohlen, Kanthölzer usw» können so bearbeitet werden.

Beim Abspanen der seitlichen Segmente eines Rundholzstammes, dem sogenannten Profilzerspanen, entsteht am Stamm eine ebene Fläche, während die abgespanten Holzteile zu Nutzspänen, beispielsweise Holzschnitzeln verarbeitet werden. Üblicherweise haben diese Werkzeugköpfe Kegelstumpfform, wobei die Zerspanungsmesser auf der kegeligen Fläche sitzen und mit ihren stirnseitig vordersten Kanten die ebene Fläche am Stamm erzeugen. Dabei werden häufig, insbesondere an den Xsten, Faserbündel herausgerissen, was zu Unebenheiten in der abgespanten Fläche führt.

Um die Oberflächengüte der erzeugten ebenen Fläche zu erhöhen, ist es bekannt, am Y/erkzeugkopf stirnseitig einen Werkzeughalter vorzusehen, der an seinem Umfang Messer zum Schlichten der am Ilolzstamm erzeugten ebenen Fläche trägt (DOS 1 955 293). Diese Maßnahme reicht zur wesentlichen Vorbesserung der Oberflächengüte jedoch nicht aus, weil

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nicht genügend Schlielitmeäser untergebrächt Werde« köniieii_# üfii die Anzahl der Späne zu steige!?« und damit kleine flache späne zu erhalten·

Aufgabe der Erfindung ist es, eine« Werkzeügköpf der eingangs genannten Art so auszubilden* daß die Oberfläehengüte der erzeugten ebenen Fläche gesteigert wird»

Diese Aufgabe wird erfindüngisgemäß dadurch gelöst, daß der Werkzeughalter konzentrisch ira Y/erkzeügkopf drehbar gelagert und unabhängig mit höherer Drehzahl als der Werkzeugkopf aßtreibbar ist* Man erreicht dadurch, daß ohne eine - aus konstruktiven Gründen ohjnehiri nicht beliebig weit au treibende - Steigerung der Anzahl der Öehlichtißesser eine größere Zähl Von Sehliehtöpänen ©rzieit wird« insiJesöiidefö sind diese Sc-hlichispänö durch die rasche Bewegung dei* Sehlichtmesser verhältnismäßig kurjzi denn die Länge der Schlichtspäne wird durch die Vorschübgesöhwiildigkeit des fiölzstääitttes und die zeitliche Äufeinaßder'föige des· Sehiifeht*- messereingriffe bestimmt» Längere Späfte^ wie ißan sie bei langsam bewegten Sehiiehtmessern erhäit_f bedingen öitte geringere Oberflächengüte der erzeugten Π"^~

rweise verläuft eine sehiiöide jedes ittessers paifällel äiür ebetten ilelMfläöhe titid diese Schfleidöft sind äst ÜÄfäög des Werkzeughalters in aMaler ilidhtüng geätaffölt angeordnet« Dadurch erreicht iaaß_f daß das Von den ächiiciitinessern abzutragende SöisS ift ÜÜtihen Spänen durch diö. aMal gestäffeli angeordneten Safiliöfaiiaesser abgespänt wää mich bei einer veriiältMäiSäMg großen öieke des tiölz&s isü einer sehr guteö Oberflächö

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zwischen eitier a^ial am weitesten vörsprlügenden

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und am weitesten zurückstehenden Sehliehtmesserschneide auftritt. Dadurch arbeiten sich die Schlichtroesser während einer einzigen Umdrehung des sehnellaufenden Werkzeughalters mehrere Male auf die- gesamte abzuspanende Holztiefe vor, wodurch die gegenseitige Abstimmung'von Holzvorschubgeschwindigkeit, Drehgeschwindigkeit des Werkzeughalters, Messerzahl und Spanabmessungen erleichtert wird«

Zweckraäßigerweise sind die Schlichtmesser axial und/oder radial einstellbar» Weiter kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß die Schlichtmesser in so dichtem radialen Abstand zu den innersten stirnseitigen Schneidenkanten der Zerspanungsmesser angeordnet sind, daß sie vor diesen νorausarbeiten. Die Schlichtmesserkanten bewegen sich dabei auf einem Kreisbogen, der dicht innerhalb des Kreisbogens liegt, den die stirnseitig innersten Schneidenkanten der -Zerspanungsmesser beschreiben. Dadurch ist das von einem Zerspanungsmesser erfasste Holz bereits weitgehend von den Schlichtmessern hinterschnitten worden, so daß sich Ausrisse, die von der Hackwirkung, des Zerspanungsraessers herrühren, nicht mehr in die erzeugte ebene Oberfläche des Holzes fortsetzen können. Es kann aber auch vorteilhaft sein, die Schlichtmesser radial so weit innerhalb der innersten stirnseitigen Schneidenkanten der Zerspanungsmesser zurückzusetzen, daß sie eine von diesen erzeugte ebene Fläche nachfolgend schlichten. Dabei ist die erforderliche Antriebsleistung für die Sehlichtwerkzeuge verhältnismäßig gering, weil die ebene Holzoberfläche bereits von den Kanten der langsamer umlaufenden Zerspanungsmesser erzeugt -wurde, allerdings mit weniger glatter Oberfläche, und die Schlachtmesser dieser Oberfläche- nachfolgend nur schlichten müssen. I

In besonders vorteilhafter Ausgestaltung des Erfindungsge- j

dankens ist weiter-vorgesehen, daß die Schlichtmesser als . |

Zähne eines Kreissägeblattes ausgebildet sind. Auf diese · '

Weise wird mit geringem Bauaufwand eine gesägte glatte

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Oberfläche des Holzes erzielt; der durch die Kreissäge erzeugte Späneanfall ist verliältnisinäßig gering; das Sägeblatt kann in einfacher Weise hergestellt und nachgeschliffen werden.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und der Zeichnung.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Werkzeugkopf in Stirnansicht,

Fig. 2 einen Schnitt entsprechend der Linie 2-2 in Fig, 1 durch zwei Werkzeugköpfe und den bearbeiteten Holzstamm,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch den Holzstamia, der mit einem Werkzeugkopf gemäß Figuren 1 und 2 abgespant wurde,

Fig. 4 einen Werkzeugkopf mit Kreissägeblatt -in Stirnansicht,

Fig. 5 einen Schnitt entsprechend der Linie 5-5 in

Fig. 4 durch zwei Werkzeugköpfe und einen ' zu zerspanenden Holzstamm,

Fig. 6 einen Längsschnitt durch den Holzstaram an der Angriffsstelle des in den Figuren' 4 und 5 gezeigten Werkzeugkopfes,

Fig." 7 einen Teilschnitt durch einen Werkzeugkopf, bei dem der schneller angetriebene Werkzeughalter ein Kreissägeblatt trägt, und

Fig. 8 eine Teil-Stirnansicht des in Fig. 7 gezeigten Werkzeugkopfes.

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Der drehbar gelagerte und angetriebene Werkzeugkopf 10 trägt an seiner kegelstuinpfförmig gestalteten Umfangsfläche zwei Zerspanungsmesser 11, die aus den seitlichen Segmenten des quer zur Werkzeugkopfachse in. Richtung des Pfeiles 12 vorgeschobenen Eundholzstammes 13 Nutsspäne erzeugen, beispielsweise Schnitzel für die Zelluloseherstellung, Aus dein Rundholzstamm 13 entsteht nach dem Durchlauf zwischen zwei Werkzeugköpfon 10 ein auf zwei gegenüberliegenden Seiten bearbeiteter Model, der bei einem zv/eiten Durchlauf zu einem Balken oder Brettern od. dgl« weiterverarbeitet v/erden kann*

Im Zentrum des Werkzeugkopfes 10 ist eine zentrale Ausnehmung 14 vorgesehen, die zur Aufnahme eines scheibenförmigen Werkzeughalters 15 dient. Der Werkzeughalter ist mit einer Welle 16 verbunden, die in der als Hohlwelle 17 ausgebildeten Welle des Werkzeugkopfes 10 drehbar gelagert ist. Die Hohlwelle 17 des Werkzeugkopfes 10 und die Welle 16 des scheibenförmigen Werkzeughalters sind - wie in den Figuren nicht dargestellt - gesondert mit unterschiedlicher Geschwindigkeit antreibbar, wobei für den Werkzeughalter 15 eine höhere Geschwindigkeit als für den Werkzeugkopf 10 gewählt wird*

Der Werkzeughalter 15 trägt an seinem Umfang Schlichtmesser 1 bis 6, 1· bis 6· und l^tf bis 6**, die der Schlichtbearbeitung der ebenen Fläche 13 am Stamm 13 dienen. Jedes Schiichtmesser besitzt eine Schneide 7, die parallel zur ebenen Fläche 18 des Holzes verläuft. Diese Schneiden 7 sind - wie man in Fig. 2 erkennt - in axialer Richtung des Werkzeugkopfes gestaffelt angeordnet, wobei die Schlicht-Wössef bei dem in den Figuren 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel drei Gruppen bilden* in eine? ersten Gruppö ist das Schlichtmesser 1 axial am weitesten zurückgesetztJ das nachfolgende Schlichtmesser 2 springt axial' etwas iti

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Ilichtung auf den Holzst^m vor usw.; das Schlachtmesser ragt axial am weitesten vor» Entsprechend ist in der zweiten Schlichtinessergruppe das Messer I¹ a^ial am weitesten zurückstehend angeordnet und das Messer 6* am weitesten vorstehend; entsprechendes gilt für die dritte Messergruppe 1'* bis 6'·» Dadurch wird an drei Umfangsstellen ein Sprung der axialen Staffelung der Schneiden 7 von einem am weitesten vorspringenden Schlichtmesser 6, G* _t 6^tf und einem am v/ei testen zurückspx'ingen Schlachtmesser 1, 1', l^lf geschaffen. Dieser Sprung a k entspricht der größtmöglichen Tiefe des von den Schlichtmessern abzuspanendon Holzes,

Die Wirkungsweise der Zefspantmgsmesser 11 ₁ die als Hackmesser ausgebildet sind und angenähert über eine ganze Mantellinie der kegelstumpfförmigen Umfangsfläche des Yferkzeugkopfes 10 verlaufen, und der Schlachtmesser" 1 bis 6, l^f bis 6^f, l^lf bis 6^ff erkennt man am besten aus Fig. 3» Der von einem Zerspanungsinesser 11 erfasste Bereich 19 hat eine Breite c_t die höchstens so groß ist wie die in Fig. 2 ebenfalls mit c bezeichnete Höhe der Zerspanungsmesser 11. Ein im Querschnitt gemäß Fig. 3 dreieckförmiger Dereich 20 wird von den Schlichtinessern in kurze und dünne Späne zerlegt, wobei die von den einzelnen Schlichtmessern abgespanten Bereiche in Fig. 3 mit den Bezugszahlen der jeweiligen Schlichtmesser bezeichnet sindj jedoch mit einem Querstrich versehen}; so wird beispielsweise der Bereich 1** durch das Schlichtmesser l'^f abgespant, der Bereich 6·* von dem Schlicht« messer 6' us\v,, Beim Vorschub des Hölastammes 13 in Kichtttng dos i?feiles 12 erfolgt das Absparten der einzelnen Bereiche in folgender Reihenfolgeί 5", 6 (die Schlichtmesser 1 bis 4 liaböii dabei kein Holz erfasst) _# 3¹", ^⁷*^ B*^", S¹" (die Schlichtmesser 1* und 2¹ haben noch kein Holz erfasst) _t T^, f^, 3¹^₁ "P^, V^ und 6¹^.

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Danach ist der im Querschnitt dreieckförmige Bereich 20 abgespant und das von dem folgenden Hackmesser 11 erfasste HoIa 19 ist im Bereich dex" Fläche 18 so weit hinterschnitten, daß eine Beeinträchtigung der Fläche IS durch den Hackvorgang ausgeschlossen ist«. Man erkennt aus Fig. 3, daß die Schneiden jedes Schlichtniessers einen spitzen Winkel bilden, damit der Holzvorschub den Abspanvorgang nicht stört.

Aus der vorangegangen Beschreibung erkennt man, daß die Aufteilung des von den Schlichtmessern zerspanten Holzbereiches 20 sich ändert, wenn man das Verhältnis der Drehgeschwindigkeit des Werkzeughalters 15 zur zeitlichen Aufeinanderfolge der Hackmesser 11 ändert. Beispielsweise könnte man durch eine noch schnellere Drehbewegung (Pfeil in Fig. 1) des Werkzeughalters 15 im Vergleich zur Drehbewegung (Pfeil 22 in Fig. 1) des Werkzeugkopfes 10 eine Unterteilung des Bereiches 20 in eine noch größere Zahl von (in Längsrichtung des Holzstammes 13 gesehen) kürzeren Spänen erreichen.

Bei der Ausführungsform gemäß den Figuren 4, 5, 8 und 9 werden die Schlachtmesser durch die Zähne 23 eines ringförmigen Kreissägeblattes. 24 gebildet, das an dem scheibenföxmigen Werkzeughalter 25 angeschraubt ist. Die Kreissägenzähne 23 reichen radial bis dicht an die innersten stirnseitigen Schneidenkanten 26 der Zerspanungsmesser 11 heran,so daß sie ebenso wie die Schlichtmesser dei- Ausführungsform gemäß den Figuren 1 und 2 den Zerspanungsmessern 11 voranarbeiten, v/ie man aus Fig. 6 erkennt. Bevor ein Zerspanungsmessor den Ilolzbereich 19 zu Schnitzeln zerhackt, ist dieser,Bereich 19 bereits bis zu einer Tiefe b durch das Kreissägeblatt 24 hinterschnitten worden, so daß eine Beeinträchtigung der ebenen Fläche 18 durch das Zerhacken des Holzbereiches 19 nicht mehr erfolgen kann..Man erkennt

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aus Fig. 6 auch, daß die Menge der beim Sägevorgang anfallenden Späne sehr gering ist-im Vergleich zur Spanmenge, die im Bereich 19 erzeugt wird.

Fig» 7 zeigt die Lagerung der Welle 16 des Werkzeughalters 25 im Werkzeugkopf 10 mittels Kugellagern 27.

Bei den gezeigten Ausführungsbeispielen muß die Vorschubgeschwindigkeit des Holzstammes 13 in Abhängigkeit von der Drehgeschwindigkeit des Werkzeugkopfes 10 und der

ψ Anzahl der Hackmesser 11 so gewählt werden, daß der Holzstaram bis zum Angriff des nächsten Hackmessers gerade um die von einem Hackmesser zu zerspanende Tiefe vorgeschoben wurde. Eine Steigerung der Holzvorschubgeschwindigkeit ist also möglich durch eine Steigerung der Drehgeschwindigkeit des .Werkzeugkopfes, die aber durch den Zerspanungsvorgang selbst begrenzt ist, oder durch eine Vergrößerung der Anzahl der Hackmesser 11. Der Zerspanungsvorgang der Schlichtmesser v/irkt nicht beschränkend auf die Auswahl der Holzvorschubgeschwindigkeit, weil durch eine gesondert mögliche Veränderung der Geschwindigkeit der Schnittmesser unter allen Betriebsbedingungen eine ausreichend glatte

^ Fläche 18 am Holzwerkstück erreicht werden kann.

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   Werkzeugkopf mit am Urnfang angeordneten Zerspanungs-

   messern zur Verarbeitung der seitlichen Segmente ^!

   eines quer zur Drehachse des rotierenden Werkseiigsopfes an diesem entlang geführten Rundholzstammes od. dgl» zu Nutz-.

   spänen und rait einem stirnseitig am Werkzeugkopf angeordneten Werkzeughalter, der an seinem Umfang Messer zum Schlichten der am Holzstamm zu erzeugepden ebenen Fläche trägt, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeughalter (15, 25) konzentrisch im Werkzeugkopf

   (10) drehbar gelagert und unabhängig mit höherer Drehzahl als der Werkzeugkopf (10) antreibbar ist.

   2# Werkzeugkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schneide (7) jedes ßchlichtmessers (1 bis 6* I¹ bis 6*, 1** bis 6*¹) parallel zur ebenen Holzfläche (18) verläuft und diese Schneiden (7) aiii Umfang des Werkzeughalters (15) in axialer Richtung gestaffelt angeordnet sind·

   3. Werkzeugkopf nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß an mehreren Urafangsstellen ein Sprung der axialen Staffelung zwischen einer axial am weitesten vorspringenden (6, 6*, 6'¹) und am weitesten zurückstehenden

   ■Schlichtmesserschneide (1* 1* _t 1'*) auftritt.

   4. · Werkzeugkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlichtmesser (1 bis 6, 1* bis 6', &·' bis 6^ir> axial einstellbar sind.

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   - ίο -

   5. Werkzeugkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlachtmesser (1 bis G, 1» bis 6', l^f » bis 6") in so dichtem radialen Abstand zu den innersten stirnseitigen Sclmeidenkanten (26) der Zerspanungsnie'sser (11) angeordnet sind, daß sie vor diesen vorausarbeiten.

   6. Werkzeugkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlachtmesser (1 bis 6, 1' bis 6', 1" bis 6") radial so

   weit innerhalb der innersten stirnseitigen Schneidenkanten (26) zurückgesetzt sind, daß sie eine von diesen erzeugte ebene Fläche nachfolgend schlichten.

   7. Werkzeugkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die. Schlichtmesser als Zähne (23) eines Kreissägeblattes (24) ausgebildet sind.

   8. Werkzeugkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlachtmesser (1 bis 6, 1* bis 6¹, 1·' bis 6*«, 23) radial
   einstellbar sind.

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