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Messerwelle zur Erzeugung
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flächiger Holzspäne" Die Erfindung betrifft eint Messerwelle mit
streifenförmigen Messern zur Erzeugung flächiger Holzspäne von bestimmter Länge,
wobei jedes Messer durch Einschnitte in einzelne, die Spanbreite bestimmende Abschnitte
unterteilt und jedem Messer eine Spannut vorgeschaltet ist, die in zumindest zwei
Messerabschnitte Übergreifende Spantaschen unterteilt ist und zwar durch schmale
Trennstege, die jeweils in einer senkrecht zur Messerwellenachse verlaufenden Ebene
und mit ihrer radial außenliegenden Stegkante in der Mantelfläche des Messerwellenkörpers
liegen und mit je einer sich in ihrer Breite verjüngenden Nase zwischen zwei Messerabschnitten
bis an den Messerrücken geführt sind.
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Eine derartige Ausführungsform läßt sich der DT-AS 1 021 565 sowie
der DT-AS 1 076 936 entnehmen. Die Messer sind parallel zur Messerwellenachse eingesetzt.
Die durch die Einschnitte gebildeten Abschnitte jedes Messers liegen auf einem gemeinsamen
Messerflugkreis. Die Trennstege liegen in dem Flugkreis von den Spantaschen in Umlaufrichtung
der Messerwelle vorgeschalteten Vorritzern.
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Jedes Messer ist zwischen zwei Klemmbacken befestigt, die in eine
Ausnehmung des Messerwellenkörpers eingeschraubt sind. Diejenige Klemmbacke, gegen
die das Messer mit seinem Rücken anliegt,
trägt die eingangs erläuterten
Nasen, die sich jeweils zwischen zwei benachbarte Abschnitte der Messer legen und
somit den Hüllmantel der Klemmbacken fortsetzen. Zwischen diese Nasen sind die Klemmbacken
zur Bildung der Spantaschen ausgespart. Bei der Ausführungsform gemäß der DT-AS
1 076 936 ist außer den in den Flugkreisebenen der Trennstege angeodneten Vorritzern
mindestens je ein Vorritzer in einer Flugkreisebene vorgesehen, die durch eine Spantasche
führt, wobei zwischen je zwei Vorritzern unterhalb der Messerschneide die Spanableitflächen
verschiedene Neigung haben können. Dabei können die verschiedenartig geneigten Spanableitflächen
auch in Richtung der Messer unterschiedliche Neigung aufweisen.
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Nachteilig bei diesen vorbekannten Ausführungsformen sind die die
Messerschneide unterbrechenden Einschnitte, die zu einer Reduzierung der Zerspanungsleistung
führen, da die Messer nicht auf ihrer vollen Länge Zerspanungsarbeit leisten können.
Um eine gleichmäßige Zerspanung sicherzustellen, müssen die einzelnen Messer versetzt
gegeneinander angeordnet werden. Nachteilig ist ferner die achsparallele Anordnung
der Messer, die zu einem unsauberen Trennschnitt führt.
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Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, die eingangs beschriebene
Messerwelle hinsichtlich ihrer Zerspanungsleistung unter gleichzeitiger Verbesserung
der Spanqualität zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch folgende Merkmale gelöst:
a) Die Messer sind schräg zur Messerwellenachse angeordnet und schließen mit dieser
einen spitzen Schrägschnittwinkel ein;
b) jedes Messer ist ausgeklinkt
und weist abwechselnd eine radial außenliegende sowie eine sich jeweils unmittelbar
daran anschließende radial innenliegende Schneide auf, wobei alle radial außenliegenden
Schneiden auf demselben Flugkreis liegen; c) die radial innenliegenden Schneiden
sind durch entsprechend breite, im Rücken jedes Messers vorgesehene Nuten unterschiedlicher
Tiefe gebildet, die bei der an dem voreilenden Ende jedes Messers liegenden Nut
einen Minimalwert und bei der am nachlaufenden Ende des Messers liegenden Nut einen
Maximalwert aufweist und jeweils so dimensioniert ist, daß alle radial innenliegenden
Schneiden auf demselben Flugkreis liegen; d) von den einer Spantasche zugeordneten
Messerabschnitten ist jeweils der Abschnitt mit der radial außenliegenden Schneide
neben dem nachlaufenden Trennsteg angeordnet, dessen Nase exakt mit der allein die
Spanlänge bestimmenden radialen Trennkante zwischen außen- und innenliegender Schneide
fluchtet.
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Schräg zur Messerwellenachse angeordnete Spanmesser sowie die sich
hieraus ergebenden Vorteile sind an sich bekannt (siehe z.B.
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DT-PS 1 251 937).
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Messer gemäß dem vorstehenden Merkmal b) sind ebenfalls im Prinzip
bekannt (siehe z.B. DT-PS 936 294). Hier fluchten die auf dem größeren Flugkreis
liegenden Messerabschnitte in Umfangsrichtung der Messerwelle gesehen miteinander
ebenso wie die auf dem kleineren Flugkreis liegenden Messerabschnitte. Dabei sind
die radial außenliegenden Schneiden mit den innenliegenden Schneiden jeweils über
eine in radialer Richtung verlaufende Schneide miteinander verbunden. Die radial
innenliegenden Schneiden sind durch einfache Ausklinkung in der radial außenliegenden
Messerkontur gebildet. Bei
diesen Messern liegen somit die radial
außenliegenden Schneiden sowie die innenliegenden Schneiden in der Ebene des Messerrückens.
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Die Herstellung dieser Messer ist aber so aufwendig, daß diese Ausführungsform
für die Praxis ungeeignet ist. Außerdem ist ein Nachschleifen der Radialschneiden
praktisch ausgeschlossen und würde zudem zu einer Veränderung der Breite der einzelnen
Messerabschnitte führen.
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Messer, bei denen die radial innenliegenden Schneiden durch entsprechend
breite, im Rücken des Messers vorgesehene Nuten gebildet sind, lassen sich dem deutschen
Geschmacksmuster MR 52 als vorbekannt entnehmen. Diese Veröffentlichung datiert
aus dem Jahre 1957 und somit aus einer Zeit, als die Spanmesser noch allgemein achsparallel
in die Messerwelle eingebaut wurden. Bei dem bekannten Messer ist die Tiefe aller
in den Messerrücken eingeschliffenen Nuten gleich. Da die Schneiden der einzelnen
Messerabschnitte ohne jeden Zwischenraum unmittelbar aneinander anschließen, erbringen
diese Messer über ihre volle Länge Zerspanerleistung und sind daher den aus der
DT-AS 1 076 936 bekanntgewordenen Messern überlegen. Jedoch lassen sich diese Messer
nur bei achsparallelem Einbau verwenden, was sich aus folgender Überlegung ergibt:
Ein in eine gerade verlaufende Nut schräg zur Messerwellenachse eingesetztes Spanmesser
weist über seine Länge einen unterschiedlichen Freiwinkel auf. Der jeweils durch
die Messerwellenspitze gelegte Radius der Messerwelle schließt mit dem Messerrücken
einen Winkel ein, der sich über die Messerlänge von einem Minimalwert zu einem Maximalwert
ändert. Außerdem ist der Messerüberstand über die Mantelfläche des Messerwellenkörpers
über die Messerlänqe unterschiedlich. . Da bei Messerwellen der eingangs erläuterten
Art die Spandicke ausschließlich bestimmt wird durch
den Überstand
der Messer über die Mantelfläche des Messerwellenkörpers, ist man gezwungen, durch
konstruktive Mittel einen über die ganze Messerlänge absolut gleichen Messerüberstand
zu gewährleisten. Eine Lösung besteht darin, die Oberfläche des Messerwellenkörpers
hyperboloidisch auszubilden. Dadurch läßt sich zwar ein gleichbleibender Messerüberstand,
nicht jedoch ein über die Messerlänge gleichbleibender Freiwinkel erreichen. Aufgrund
dieses unterschiedlichen Freiwinkels würden bei dem durch das genannte Geschmacksmuster
bekanntgewordenen Messer bei schräger Anordnung zur Messerwellenachse die radial
innenliegenden Schneiden eines Messers unterschiedliche Flugkreise bilden. Es wäre
also nicht möglich, Späne einheitlicher Dicke herzustellen. Ein Kriterium für die
Qualität hochwertiger Flachspäne ist aber gerade eine möglichst gleiche, nur wenige
zehntel Millimeter betragende Dicke der Späne.
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Das vorstehend erläuterte Problem wird durch die Erfindung in überraschend
einfacher Weise dadurch gelöst, daß die die radial innenliegenden Schneiden bildenden
Nuten unterschiedlich tief ausgebildet werden, um den sich aus der schrägen Anordnung
der Messer ergebenden unterschiedlichen Freiwinkel und die sich daraus ergebende
unterschiedlich radiale Höhenlage der innenliegenden Schneiden auszugleichen. Dabei
hängt die jeweils erforderliche Nuttiefe ab von dem Radius der Messerwelle, der
Länge der Messerwelle, dem Schrägschnittwinkel sowie dem Spanwinkel. Jedoch läßt
sich die Nuttiefe verhältnismäßig einfach geometrisch ermitteln, wie anhand eines
Ausführungsbeispieles erläutert werden wird.
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Die Erfindung führt somit zu einer Leistungssteigerung der eingangs
erläuterten bekannten Messerwelle bei gleichzeitiger erheblicher Verbesserung der
Spanqualität, die sich aus der Schräganordnung der Spanmesser sowie den nicht benotiqten
Ritzmessern ergibt.
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Die gemäß der Erfindung zu verwendenden * bzw. der Messer * bzw. der
Messer
Messer lassen sich verhältnismäßig einfach herstellen, da
sich die Nuten mit Schleifautomaten einfach und präzise einschleifen lassen.
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Wesentlich ist ferner, daß sich diese Messer mit üblichen Planschleifmaschinen
nachschleifen lassen, wobei die radial außenliegenen und innenliegenden Schneiden
gleichzeitig nachgeschliffen werden, ohne daß sich der Abstand der Schneiden voneinander
ändert.
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In einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung fluchtet die
der radial außenliegenden Schneide zugewandte Flanke der Trennsteg-Nase mit der
sich anschließenden Wandung des Trennsteges, liegt also ebenfalls in einer Ebene
senkrecht zur Messerwellenachse. Dadurch ergeben sich beim Spanablauf optimale Verhältnisse;
ein Spanstau wird in diesem kritischen Bereich der Spantasche vermieden.
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Vorzugsweise ist jedes Messer mit seinem Rücken auf einem Messerhalter
befestigt, der mit entsprechend dimensionierten Füllstücken in /die Nuten im Rücken
des Messers eingreift. Dabei kann der Messerhalter die Nasen tragen und zwischen
diesen eine sich in den Boden der zugeordneten Spantasche fortsetzende Spanablauffläche
aufweisen. Letztere kann in Anpassung an die radial außen- und innenliegenden Messerabschnitte
abgestuft sein.
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Der Durchmesser des Messerwellenkörpers kann vor den radial außenliegenden
Messerabschnitten jeweils um die Differenz zwischen den beiden Flugkreisen größer
sein als der Durchmesser des Messerwellenkörpers vor den auf dem kleineren Flugkreis
liegenden Messerabschnitten. Diese Ausführungsform ist im Prinzip bereits durch
die DT-PS 22 41 938 bekanntgeworden.
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Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche
und sind ebenso wie die hierdurch erzielten Vorteile anhand von Ausführungsbeispielen
erläutert.
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In der Zeichnung sind einige als Beispiele dienende Ausführungsformen
der Erfindung dargestellt. Es zeigen: Figur 1 ein Messer in Draufsicht; Figur 2
eine Ansicht des Rückens des in Fig. 1 dargestellten Messers; Figur 3 einen Schnitt
gemäß der Linie III - III in Fig. 2; Figur 4 in schematischer Darstellung eine Messerwelle
mit schräg zur Messerwellenachse eingesetzten Messern; Figur 5 in einer einzigen
Querschnittsdarstellung drei Querschnitte durch die Messerwelle gemäß den Linien
Va - Va, Vb - Vb und Vc - Vc in Figur 4; Figur 6 in Draufsicht ein aus Fliehkeil,
Messerhalter und Messer hestehendes Paket; Figur 7 die Darstellung gemäß Figur 6
in Stirnansicht; Figur 8 einen Messerhalter in Rückansicht; Figur'9 die Darstellung
gemäß Fig. 8 in Stirnansicht; Figur 10 einen Querschnitt durch einen Messerhalter;
Figur 11 einen Messerhalter in abgewandelter Ausführungsform in einer Darstellung
gemäß Figur 10; Figur 12 einen Schnitt gemäß der Linie XII - XII in Fig. 13 und
Figur 13 einen Fliehkeil im Längsschnitt.
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Die Figuren 1 bis 3 zeigen ein Messer 1, das streifenförmig ausgebildet
ist und abwechselnd radial außenliegende Schneiden 2 sowie radial innenliegende
Schneiden 3 aufweist. Diese Schneiden 2,3 schließen sich unmittelbar aneinander
an, so daß das Messer 1 über seine volle Messerlänge Zerspanungsarbeit leistet.
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Die radial innenliegenden Schneiden 3 sind durch entsprechend breite,
in den Rücken 1a des Messers eingeschliffene Nuten 4 gebildet, die jeweils eine
unterschiedliche Tiefe x aufweisen.
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Figur 3 läßt deutlich erkennen, daß die Schneiden 2,3 nicht gemeinsam
in der durch den Rücken 1a gebildeten Ebene liegen.
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Figur 4 zeigt eine Messerwelle 5, in die die Messer 1 gemäß den Figuren
1 bis 3 schräg zur Messerwellenachse 6 eingebaut sind und mit dieser einen spitzen
Schrägschnittwinkel O(einschließen.
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Unter Berücksichtigung der eingezeichneten Umdrehungsrichtung der
Messerwelle ist das in Figur 4 rechts liegende Messerende 1b voreilend und das links
liegende Messerende 1c nachlaufend.
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Figur 5 zeigt drei Querschnitte durch ein einziges Messer und zwar
zeigt die linke Querschnittsdarstellung einen Schnitt durch das nachlaufende Messerende
1c, die mittlere Darstellung einen Schnitt etwa durch die Mitte des Messers und
die rechte Darstellung einen Schnitt durch das voreilende Messerende 1b. Eingezeichnet
sind ferner der Radius R des Messerwellenkörpers, der durch die äußeren Schneiden
2 gebildete äußere Messerflugkreis 7 sowie der durch die radial innenliegenden Schneiden
3 gebildete innere Messerflugkreis 8. Mit d ist derjenige Winkel bezeichnet, den
der Messerrücken 1a mit dem durch die äußere Schneide 2 gelegten Messerwellenradius
r einschließt.
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Da zur Erzielung gleicher Spandicken alle inneren Schneiden 3 auf
dem
gleichen inneren Messerflugkreis 8 liegen müssen, läßt sich aus einer maßstabsgetreuen
Darstellung gemäß Figur 5 die jeweils erforderliche Tiefe x der Nuten 4 unmittelbar
ablesen.
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Die Figuren 6 und 7 lassen erkennen, daß jedem Messer 1 eine Spannut
vorgeschaltet ist, die durch Trennstege 9 in Spantaschen 10 so unterteilt ist, daß
jede Spantasche zwei Messerabschnitte übergreift. Jeder Trennsteg 9 liegt in einer
senkrecht zur Messerwellenachse 6 verlaufenden Ebene, wobei die radial außenliegende
Stegkante in der Mantelfläche des Messerwellenkörpers liegt.
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Jedes Messer 1 ist mit seinem Rücken la auf einem Messerhalter 11
befestigt, der mit entsprechend dimensionierten Füllstücken 12 in die Nuten 4 im
Rücken des Messers eingreift. Der Messerhalter 11 trägt außerdem Nasen 13, die den
Trennstegen 9 zugeordnet und bis an den Messerrücken geführt sind. Die Nasen 13
verjüngen sich in ihrer Breite und fluchten mit ihrem angeschärften Ende exakt mit
der radialen Trennkante zwischen der außen- und innenliegenden Schneide 2,3. Dabei
ist von den einer Spantasche 10 zugeordneten Messerabschnitten jeweils der Abschnitt
mit der radial außenliegenden Schneide 2 neben dem nachlaufenden Trennsteg 9 angeordnet.
Die dieser radial außenliegenden Schneide 2 zugewandte Flanke 13a der Trennsteg-Nase
13 fluchtet mit der sich anschließenden Wandung 9a des Trennsteges 9.
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Die Figuren 8 und 9 lassen erkennen, daß die Nasen 13 in dem Messerhalter
11 auswechselbar festgelegt sind; und zwar sind die Nasen in eine Nut 14 des Messerhalters
eingesetzt und in dieser durch die sie übergreifende, auf den Messerhalter aufgeschraubte
Füllstücke 12 gehalten, die strichpunktiert dargestellt sind.
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Die Nasen 13 sind dabei als Verschleißteil aus hochverschleißfestem
Material hergestellt.
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Die Figuren 10 und 11 lassen verschiedene Ausführungsformen für zwischen
den Nasen 13 gebildete Spanablaufflächen 15 erkennen, die sich in dem Boden 10a
der zugeordneten Spantasche 10 fortsetzen.
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Dabei kann die Spanablauffläche in Anpassung an die radial außen-und
innenliegenden Messerabschnitte abgestuft sein.
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Die Trennstege 9 sowie die von ihnen gebildeten Spantaschen 10 sind
in einem den Messerhalter 11 beaufschlagenden Fliehkeil 16 angeordnet. Die Figuren
12 und 13 zeigen, daß die Trennstege 9 ebenfalls als auswechselbare Verschleißteile
ausgebildet sein können.
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Der Durchmesser 17 des Messerwellenkörpers kann vor den radial außenliegenden
Messerschneiden 2 jeweils um die Differenz zwischen den beiden Flugkreisen 7,8 größer
sein als der Durchmesser 18 des Messerwellenkörpers vor den auf dem kleineren Flugkreis
8 liegenden Messerschneiden 3. Diese Ausführungsform ist im Prinzip durch die DT-PS
22 41 938 bekanntgeworden. Die entsprechenden Mantellinien 17,18 der gestuft ausgebildeten
Oberfläche des Messerwellenkörpers sind in den Figuren 5, 10 und 11 angedeutet.
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Die in dieser Anmeldung mit "Rücken" bezeichnete Fläche la des Messers
1 wird üblicherweise als Messerbrust bezeichnet.
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