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Erfindungsgebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Zerspanungsmesser für Zerspaner
des Typs, die ein Werkzeug umfassen, das auf einer Drehachse drehbar
ist und zum Beispiel die Form einer Trommel, einer Scheibe oder
eines kegelstumpfförmigen
Körpers hat,
welches eine Vielzahl von derartigen Zerspanungsmessern trägt, um während der
Drehung des Werkzeuges ein Abtrennen von Stücken aus Holz zu bewirken,
das demselben zugeführt
wird, wobei das Zerspanungsmesser mindestens eine Schneidkante, die
zwischen einer Flanke und einer Spanführungsfläche ausgebildet ist, und zwei
gegenüberliegende Hauptflächen aufweist,
welche eingerichtet sind, an gegenüberliegenden Aufsetzflächen eines
Halters am Werkzeug anzustoßen
und an ihnen festgehalten zu werden.
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Die
Erfindung betrifft auch einen Halter für derartige Zerspanungsmesser
nach dem Oberbegriff zu Anspruch 13 (siehe zum Beispiel WO-A-9600639).
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Allgemeiner
Stand der Technik
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An
Zerspaner wird eine Vielzahl von Anforderungen gestellt, die oft
widersprüchlich
sind. Die wichtigste Anforderung ist, dass der Zerspaner in der Lage
sein muss, Holzspäne
von einer Qualität
zu erzeugen, die so hoch und einheitlich wie möglich ist. Unter anderem müssen die
hergestellten Holzspäne von
einer einheitlichen Größe sein,
und die Zahl der übergroßen Späne wie auch
die Menge an Feinmaterial in der Form von Splittern und abgeschabtem Material
muss klein sein, um aus dem Holz-Rohmaterial eine hohe Ausbeute
zu erhalten.
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Eine
weitere Anforderung oder ein anzustrebendes Ziel ist, dass die gesamten
Betriebskosten so niedrig wie möglich
sein sollten. Zum Beispiel müssen
die Kosten für
das Auswechseln und/oder Nachschleifen der Zerspanungsmesser gering
sein.
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Ein
wichtiger Faktor hinsichtlich der Herstellung von Spänen einer
hohen und einheitlichen Qualität
ist, dass die Kopffläche
oder die Flanke des Zerspanungsmessers, d.h. die äußerste Fläche des
Zerspanungsmessers, welche während
des Schneidens den Klötzen,
die dem Zerspaner zugeführt
werden, gegenübersteht,
eine derartige Form und Größe aufweist,
dass sie während
des Schneidens das Zuführen
des Holzes so wenig wie möglich
behindert. In Trommelzerspanern ist die ideale Form der Flanke im Querschnitt
geringfügig
gewölbt
mit einem Krümmungsradius,
welcher dem Krümmungsradius
der Trommel entspricht. In Scheibenzerspanern ist die ideale Form
der Flanke schraubenartig, d.h. sie weist eine Form ähnlich zu
einem Propeller auf mit einem größeren Winkel
zur Drehebene in der Mitte der Scheibe als am Umfang der Scheibe.
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Die
Herstellung von Zerspanungsmessern mit einer derart komplizierten
Form der Flanke ist technisch möglich,
wird in der Praxis aber gewöhnlich zu
teuer. Im Handel gibt es tatsächlich
Zerspaner in einer großen
Zahl von Fabrikaten, Typen und Größen, und zur Begrenzung der
Kosten sollte ein und dasselbe Messersystem in einer großen Zahl
unterschiedlicher Zerspaner durchgängig einsetzbar sein, ohne
dass eine spezielle Bearbeitung nötig wird, und es sollte für jeden
Zerspanertyp im Lager vorrätig
gehalten werden. In Regelfall wird somit vorgezogen, Zerspanungsmesser
mit einem konstanten Schneidenwinkel und einer ebenen Flanke herzustellen
und nur die anderen Flächenteile
der Scheibe bzw. der Trommel zu verdrillen oder zu wölben, die
auf das Holz treffen. Damit ein solches Zerspanungsmesser das Zuführen des
Holzes so wenig wie möglich
behindert, ist es vorteilhaft, wenn die Flanke mit einer Querschnittslänge hergestellt
ist, die so klein wie möglich
ist, so dass das Holz so bald wie möglich vorbeilaufen und zu den
Flächen
des Zerspaners geführt werden
sollte, welche an das Zerspanungsmesser anschließen und die eine vorschriftsmäßig gewölbte oder
verdrillte Form aufweisen. Eine solche Formgebung stellt einen guten
Kompromiss zwischen den Forderungen nach einer hohen Spanqualität und niedrigen
Kosten dar. Oft legen jedoch die physikalischen Eigenschaften des
Zerspanungsmessers die Untergrenzen dahingehend fest, wie klein
die Flanke gemacht werden kann, weil das Zerspanungsmesser eine
vorgegebene minimale Querschnittsdicke aufweisen muss, um der Belastung
standzuhalten, welcher es ausgesetzt ist.
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Ein
wichtiger Faktor, wenn es um die Verringerung der Betriebskosten
geht, ist die Verringerung des Zeitaufwandes beim Einrichten der
Zerspanungsmesser, d.h. der Zeit, die zum Positionieren der Zerspanungsmesser
im Zerspaner erforderlich ist, wenn abgenutzte Zerspanungsmesser
abgebaut und neue angebaut werden. Höchst vorteilhaft ist, wenn die
Notwendigkeit des Einstellens der Zerspanungsmesser völlig entfällt, indem
die Zerspanungsmesser nicht positioniert zu werden brauchen, sondern
eine vorgegebene und genau festgelegte Lage im Halter des Zerspaners
aufweisen. Darüber
hinaus hat eine feste Einstellung der Zerspanungsmesser den Vorteil,
dass für
diese nicht die Gefahr besteht, dass sie aus den Haltern herausrutschen
oder in Verbindung mit einer unausgeglichenen Belastung beim Betrieb gedreht
werden. In einem derartigen Messersystem ist es jedoch nicht ausführbar, abgenutzte
Zerspanungsmesser ohne einen zeitaufwändigen Arbeitsablauf nachzuschleifen,
weil dies eine Veränderung ihrer
Lage im Halter nach dem Nachschleifen nach sich zieht, so dass stattdessen
die abgenutzten Zerspanungsmesser ausgesondert werden. Indem derartige
Zerspanungsmesser als symmetrische Wendeschneidplatten mit zwei
gegenüberliegenden Schneidkanten
ausgebildet werden, welche durch Umdrehen des Zerspanungsmessers
in einer Zerspanungsposition angeordnet werden können, kann ihre Einsatzdauer
zweifellos verdoppelt werden, aber die Herstellungskosten des Zerspanungsmessers
ist nach wie vor mit Hinblick auf die gesamten Betriebskosten von
Bedeutung. Ein wichtiger Faktor, wenn es um die Verringerung der
Betriebskosten geht, besteht somit in der Fähigkeit, die Herstellungskosten derartiger
Zerspanungsmesser zu begrenzen und vor allem die Materialmenge im
Zerspanungsmesser zu begrenzen, d.h. es so klein und dünn wie möglich zu
machen und dadurch die Materialkosten zu reduzieren. Das ist jedoch
nicht einfach zu erreichen, weil das Zerspanungsmesser aus Gründen der
Funktionsweise und der Materialfestigkeit eine bestimmte Größe und insbesondere
eine minimale Dicke in bestimmten Querschnitten, die starken Belastungen ausgesetzt
sind, aufweisen muss.
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Kurzdarstellung
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung soll ein Zerspanungsmesser verschaffen, welches
die Nachteile der Zerspanungsmesser vom Stand der Technik des einführend erwähnten Typs
beseitigt oder mindestens verringert. Insbesondere soll die Erfindung
ein Zerspanungsmesser verschaffen, welches eine höhere Spanqualität, eine
vergrößerte Holzausbeute
und reduzierte Betriebskosten ergibt, indem es in der Lage ist,
Späne in
einer hohen und einheitlichen Qualität zu schneiden, wobei die Menge
an übergroßen Spänen und
die Menge an Feinmaterial in der Form von Splittern und abgeschabtem
Material begrenzt wird, und indem das Materialvolumen des Zerspanungsmessers
bei Aufrechterhalten einer hohen Festigkeit verringert wird. Mindestens
diese Aufgaben werden mit Hilfe eines Zerspanungsmessers nach Anspruch 1
gelöst.
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Die
Erfindung betrifft ferner einen Halter, der eine Konstruktion aufweist,
welche ein ausgeprägtes und
sicheres Festhalten eines Zerspanungsmessers entsprechend der vorliegenden
Erfindung wie auch ein vorgegebenes Anordnen des Zerspanungsmessers
in einer festen Lage ergibt ohne irgendein Risiko, dass sich das
Zerspanungsmesser als Folge einer Unausgeglichenheit dreht oder
wegen des Auftretens von Kräften
aus dem Halter herausrutscht. Zumindest diese Aufgaben werden mit
Hilfe des Halters nach Anspruch 13 gelöst.
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Die
Erfindung beruht somit auf der Erkenntnis, dass die oben erwähnten Aufgaben
durch ein Zerspanungsmesser gelöst
werden können,
dessen Hauptfläche,
welche an der Holzseite des Zerspanungsmessers liegt, einen im Querschnitt
nach außen
gewölbten
Flächenanteil
aufweist, der sich an die Flanke anschließt und sich von ihr aus nach
hinten erstreckt und eine Länge
aufweist, die mindestens 20% der gesamten Querschnittslänge des
Zerspanungsmessers ausmacht. Eine solche Konstruktion des Zerspanungsmessers
macht es möglich,
ein Zerspanungsmesser mit sich verjüngenden Querschnittsabmessungen
in der Richtung seiner Abschlusskanten, d.h. auch im Bereich der
Flanke, auszubilden, wobei den stark belasteten Querschnitten in
dem mittleren Teilbereich des Zerspanungsmessers eine Abmessung
gegeben werden kann, die groß genug
ist, die Beanspruchung aufzunehmen, welcher es ausgesetzt ist. Wie
bereits erwähnt
wurde, kann das Zerspanungsmesser folglich mit einer kleinen und
materialsparenden Querschnittsfläche konstruiert
werden. Zusätzlich
ergibt ein nach außen gewölbter Flächenanteil
die Möglichkeit,
dass Aufsetzflächen
des Halters derart gebildet werden, dass das Zerspanungsmesser im
Halter in einer ausgeprägten
und genau festgelegten Lage festgehalten wird ohne irgendein Risiko
eines unbeabsichtigt ungenauen Einbauens oder einer Lageverschiebung als
Folge der Kräfte,
die auf das Zerspanungsmesser wirken. Mit anderen Worten wird ein
positives Eingreifen zwischen dem Zerspanungsmesser und den Aufsetzflächen des
Halters im Gegensatz zum Reibungseingriff erhalten, der bei dieser
Art der Montage üblich
ist.
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Der
nach außen
gewölbte
Flächenanteil kann
sich wahlweise über
nahezu die gesamte Hauptfläche
oder nur über
einen begrenzten Teil derselben erstrecken. Die Querschnittslänge des
nach außen
gewölbten
Flächenanteils
gemessen längs
einer imaginären
Sehne, die sich zwischen dem Beginn und dem Ende des Flächenanteils
erstreckt, beträgt
mindestens 20%, vorzugsweise mindestens 30% und höchst vorzugsweise
mindestens 40% der gesamten Querschnittslänge des Zerspanungsmessers.
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Die
gegenüberliegende
Hauptfläche
des Zerspanungsmessers, d.h. die Fläche, die auf der gegenüberliegenden
Seite mit Bezug auf den nach außen
gewölbten
Flächenanteils
liegt, kann entsprechend dem Grundgedanken der Erfindung in einer beliebigen
geeigneten Weise ausgebildet sein. Zum Beispiel kann sie weitgehend
nach innen gewölbt, eben
oder nach außen
gewölbt
sein, oder sie kann unterschiedliche Kombinationen davon umfassen, zum
Beispiel eine weitgehend ebene Fläche mit einer nach innen gewölbten oder
trapezförmigen
Aussparung in dem mittleren Teilbereich des Zerspanungsmessers.
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Entsprechend
dem Grundgedanken der Erfindung kann das Zerspanungsmesser wahlweise
mit einer einzigen Schneidkante oder als eine Wendeschneidplatte
mit zwei Schneidkanten ausgebildet sein, welche durch Drehen des
Zerspanungsmessers abwechselnd in einer Zerspanungsposition angeordnet
werden können.
Ein Zerspanungsmesser vom Typ der Wendeschneidplatte muss in gewisser Hinsicht
symmetrisch sein, damit es drehbar ist. Es kann zum Beispiel eine
Spiegelsymmetrie aufweisen, d.h., es kann einen symmetrischen Querschnitt
mit Bezug auf eine Ebene, die senkrecht zu seiner Querschnittslänge ist,
aufweisen. In diesem Falle ist das Zerspanungsmesser drehbar durch
Drehen um 180° in
einer Ebene parallel zu seiner Längsausdehnung, und
die Holzseite bzw. die Spanseite des Zerspanungsmessers sind die
gleichen, unabhängig
davon, welche Schneidkante in einer Zerspanungsposition angeordnet
ist. Das Zerspanungsmesser kann jedoch auch eine Punktsymmetrie
aufweisen, d.h. es kann symmetrisch um einen Zentralpunkt sein.
Dann wird das Zerspanungsmesser umgedreht, indem es um seine Längsachse
um 180° gedreht
wird, und die beiden Hauptflächen
des Zerspanungsmessers stehen abwechselnd der Holzseite bzw. der
Spanseite gegenüber.
Folglich muss das Zerspanungsmesser auf beiden Seiten einer geraden
Linie zwischen den Schneidkanten sowohl eine Flanke als auch eine Spanführungsfläche aufweisen.
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Die
nach außen
gewölbten
Flächenanteile müssen im
Querschnitt nicht teilkreisförmig
sein, obwohl das in der Praxis bevorzugt ist. Die gewölbten Flächenanteile
könnten
tatsächlich
eine gewisse andere nach außen
gewölbte
Form, wie z.B. eine elliptische oder parabolische Form, aufweisen.
Die nach außen
gewölbten
Flächenanteile
könnten
auch aus einer Vielzahl von ebenen Anteilen zusammengesetzt sein,
die sich unter einem Winkel mit Bezug aufeinander erstrecken und
zusammen eine diskontinuierlich gewölbte Fläche ausbilden. Außerdem ist
es möglich,
dass die gewölbten
Flächenanteile
aus zwei oder mehreren kontinuierlich gewölbten Flächen mit unterschiedlichen
Krümmungsradien
und auch in Kombination mit ebenen Teilflächen zusammengesetzt sind.
Außerdem
ist der Krümmungsradius
des Flächenanteils
vorzugsweise gleich groß wie
die und zweckmäßig 0,5–2,0 mal
so groß wie
die Querschnittslänge
des Zerspanungsmessers zwischen den Schneidkanten. Hinsichtlich
eines Flächenanteils,
der keine Teilkreiswölbung
aufweist, kann der Krümmungsradius
als ein äquivalenter
Krümmungsradius
eines entsprechenden Kreises ausgedrückt werden, der sowohl die
Enden des gewölbten
Flächenanteils
als auch den Punkt schneidet, welcher den größten Abstand von einer Sehne
zwischen den Enden des Flächenanteils
aufweist. Es ist bevorzugt, dass es nur einen nach außen gewölbten Flächenanteil
auf einer oder auf beiden Hauptflächen gibt. Der nach außen gewölbte Flächenanteil
könnte
jedoch eine gewisse Aussparungsform aufweisen, zum Beispiel zum
Zwecke des Positionierens oder Festhaltens, ohne von dem Erfindungsgedanken
abzuweichen. Eine derartige Aussparung sollte jedoch nicht so tief
reichen, dass sie sich über
eine Sehne zwischen den Enden des nach außen gekrümmten Flächenanteils hinaus erstreckt.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist die Länge
der Flanke kleiner als 25% der Querschnittslänge des Zerspanungsmessers
zwischen den Schneidkanten, und am stärksten vorzuziehen ist, dass
sie kleiner als 20% der Querschnittslänge des Zerspanungsmessers
ist.
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Das
erfindungsgemäße Zerspanungsmesser ist
dafür vorgesehen,
in einem Halter mit einer Form und einer Abmessung festgehalten
zu werden, die für das
Anwendungsgebiet geeignet sind. Die Form des Zerspanungsmessers,
d.h. die geringe Profilhöhe, welche
durch die materialsparende Verringerung der Querschnittsfläche erzeugt
wird, ermöglicht
einen robusteren Halter, weil diesem eine entsprechend größere Querschnittsfläche gegeben
werden kann. Der Halter umfasst eine innere und eine äußere Klemmbacke,
die Aufsetzflächen
aufweisen, welche geeignet sind, gegen die entsprechenden Hauptflächen des
Zerspanungsmessers zu drücken.
In der bevorzugten Ausführungsform
weisen die Aufsetzflächen nach
innen gewölbte
Flächenanteile
auf, deren Krümmungsradien
etwas kleiner sind als jene der nach außen gewölbten Flächenanteile des Zerspanungsmessers.
Werden die Klemmbacken um das Zerspanungsmesser herum angeordnet,
ohne irgendeine Klemmkraft auszuüben,
dann werden sie auf diese Weise bei einem Abstand voneinander in zwei
schmalen Anschlagflächen
aneinander anstoßen.
Wenn anschließend
die Klemmbacken gegeneinander gedrückt werden, dann besteht die
Möglichkeit,
dass die Klemmbacken verformt werden, wobei die größten Klemmkräfte in den
zwei auseinander liegenden Bereichen erreicht werden, während die Klemmkraft
im Bereich dazwischen verhältnismäßig klein
ist und vorzugsweise nicht vorhanden ist, weil zwischen dem Zerspanungsmesser
und der Aufsetzfläche
in diesem Bereich eine Lücke
verbleibt.
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Die
Beschreibung und die Ansprüche
legen die Form des Zerspanungsmessers hinsichtlich seiner Querschnittsgestalt
fest, wenn nichts anderes angegeben ist. In der Praxis ist das Zerspanungsmesser
jedoch mehr oder weniger stark verlängert, und es kann in einer
konkreten Ausführungsform
eine Länge
von etwa 40 cm aufweisen, aber es sind natürlich sowohl größere als
auch kleinere Längen
möglich.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist sie als ein Zerspanungsmesser gestaltet, deren
beide Hauptflächen
jede einen im Querschnitt nach außen gewölbten Flächenanteil aufweisen, dessen
jeweiliger Krümmungsradius
oder die Krümmungsradien
einander entgegengesetzt sind. Daneben sind die nach außen gekrümmten Flächenanteile
derart mit Bezug aufeinander versetzt, dass bei einem in einem Zerspaner
montierten Zerspanungsmesser der Flächenanteil, der auf der Holzseite
des Zerspanungsmessers liegt, d.h. auf der dem Holz, das sich dem
Zerspaner nähert,
zugewandten Seite, näher
an der Arbeitsschneidkante liegt als der gewölbte Flächenanteil auf der gegenüberliegenden Hauptfläche der
Spanseite des Zerspanungsmessers, d.h. der Seite des Zerspanungsmessers,
welche auf die Richtung ausgerichtet ist, in welche die geschnittenen
Spanteile nach dem Schneiden bewegt werden.
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Da
dieses Zerspanungsmesser, um drehbar zu sein, im Querschnitt eine
Punktsymmetrie mit Bezug auf einen Zentralpunkt aufweist, ist eine
imaginäre
Sehne im Querschnitt des Zerspanungsmessers zwischen den Enden eines
nach außen
gewölbten Flächenanteils
parallel zu der entsprechenden Sehne des gegenüberliegenden Flächenanteils.
Das bedeutet ferner, dass eine Normale, die senkrecht auf der Sehne
eines Flächenanteils
steht, parallel zu der entsprechenden Normale des gegenüberliegenden Flächenanteils
sein wird und ihr gegenüberliegt.
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In
der bevorzugten Ausführungsform
stößt jeder
der nach außen
gewölbten
Flächenanteile
an einem seiner Enden an einer Flanke an, die zweckmäßig eben
oder zum Beispiel leicht gewölbt
sein kann, und an seinem anderen Ende stößt er an einem Spanführungsabschnitt
an, der eine Wulst aufweist, welche die abgeschnittenen Späne nach
außen
und weg vom Halter führt,
an dem das Zerspanungsmesser befestigt ist, um den Verschleiß und die Rissbildung
am Halter zu verringern und das Eindringen von Holzfasern zwischen
das Zerspanungsmesser und eine innere Klemmbacke des Halters zu
verhindern. Der Spanführungsabschnitt
des Zerspanungsmessers könnte
jedoch auch auf vielen anderen Wegen ausgebildet werden, zum Beispiel
ohne eine Spanfuhrungswulst.
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Gemäß der bevorzugten
Ausführungsform des
Zerspanungsmessers gibt es viele Vorzüge der Erfindungskonstruktion.
Da die nach außen
gewölbten
Flächenanteile
auf jeder Hauptfläche
mit Bezug aufeinander versetzt sind und einander überlappen, ist
es möglich,
das Zerspanungsmesser mit einer wesentlich kleineren Querschnittsfläche auszubilden
als das entsprechende Zerspanungsmesser mit ebenen Hauptflächen, weil
ihm eine Querschnittsform gegeben werden kann, die sich zu seinen
Enden hin verjüngt,
aber dennoch weisen die kritischen und stark belasteten Querschnitte
im mittleren Bereich des Zerspanungsmessers eine größere Querschnittsabmessung
und somit eine verbesserte Festigkeit auf. Im Gegenteil, da die
nach außen
gewölbten
Flächenanteile
zu ihren jeweiligen Enden hin abfallen, kann die Querschnittslänge der
Flanke des Zerspanungsmessers mit Bezug auf ein entsprechendes Zerspanungsmesser
mit ebenen Hauptflächen
beträchtlich reduziert
werden. Wie bereits erwähnt
wurde, verbessert dies die Betriebskenngrößen des Zerspanungsmessers
und ermöglicht
es, dass Späne
einer höheren
Qualität
und mit einer größeren Holzausbeute
hergestellt werden. darüber
hinaus weist ein erfindungsgemäß ausgebildetes
Zerspanungsmesser den weiteren Vorzug auf, dass in der Praxis das Positionieren
des Zerspanungsmessers in dem Halter erleichtert wird, weil es nur
eine ausgeprägte
Lage gibt, die es im Halter einnehmen kann.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist das eine Ende eines nach außen
gewölbten
Flächenanteils
vorzugsweise im Wesentlichen gegenüber dem Zentralpunkt des gegenüberliegenden
Flächenanteils
oder bei einem Abstand angeordnet, der größer als 15%, vorzugsweise größer als
30% und höchst
vorzugsweise größer als
40% der Länge
der Sehne von einem Ende der gegenüberliegenden Flächenanteile
ist.
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Die
nachfolgenden Ausführungsformen
offenbaren Zerspanungsmesser, die speziell für die Herstellung von Spänen für die weitere
Verwendung in der Zelluloseindustrie gedacht sind. Es sollte jedoch
zu verstehen sein, dass ein gemäß der vorliegenden
Erfindung ausgebildetes Zerspanungsmesser auch zur Herstellung derartiger
Späne oder
derartiger Furnierschnitzel verwendet werden könnte, die für die Herstellung sogenannter
Holzstrukturplatten verwendet werden, in denen Furnierschnitzel,
die eine Größe von einem
oder wenigen Zentimetern aufweisen, unter Anwesenheit eines Klebstoffes
zu Platten gepresst werden.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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In
den Zeichnungen ist
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1 eine
perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform des Zerspanungsmessers
gemäß vorliegender
Erfindung;
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2 ein
Querschnitt des Zerspanungsmessers in 1;
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3 ein
Querschnitt eines Abschnitts eines scheibenförmigen Zerspaners, in dem die
Lage des Zerspanungsmessers und ein Halter für das Zerspanungsmesser entsprechend
den 1 und 2 angezeigt ist;
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4 ein
Querschnitt einer ersten alternativen Ausführungsform eines Zerspanungsmessers und
eines Halters, der für
einen trommelförmigen Zerspaner
vorgesehen ist;
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5 ein
Querschnitt einer zweiten alternativen Ausführungsform eines Zerspanungsmessers;
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6 ein
Querschnitt einer dritten alternativen Ausführungsform eines Zerspanungsmessers; und
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7 ein
vergrößerter Querschnitt
eines Abschnitts des Halters und des Zerspanungsmessers in 3 in
einem spiegelbildlichen Zustand, wobei die detailliertere Ausgestaltung
der Aufsetzflächen
des Halters gezeigt wird.
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Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen der
Erfindung
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Die 1 und 2 zeigen
eine erste bevorzugte Ausführungsform
eines Zerspanungsmessers gemäß vorliegender
Erfindung einerseits in einer perspektivischen Ansicht und andererseits
im Querschnitt. Das Zerspanungsmesser ist vom Typ einer Wendeschneidplatte,
die zwei Schneidkanten 1, 1' aufweist und die im Querschnitt
eine Punktsymmetrie um einen Zentralpunkt herum hat. Auf jeder Seite einer
geraden Linie zwischen den Schneidkanten weist das Zerspanungsmesser
eine Flanke 2, 2',
eine Hauptfläche 3, 3' und eine Spanführungsfläche 4, 4' auf. Zwischen
den jeweiligen Hauptflächen 3, 3' und der zugehörigen Spanführungsfläche ist
das Zerspanungsmesser mit einer Spanführungswulst 5, 5' ausgebildet.
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Jede
Hauptfläche 3, 3' weist einen
im Querschnitt nach außen
gewölbten
Flächenanteil 6, 6' auf. In der
bevorzugten Ausführungsform
haben die gewölbten
Flächenanteile
im Querschnitt eine Teilkreisform, und in 2 ist eine
gerade Linie 7 eingezeichnet, die eine Sehne bildet, welche
die Außenkanten oder
Enden 8, 8' des
teilkreisförmig
gewölbten
Flächenanteils
verbindet.
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Wie
aus den Zeichnungen ersichtlich ist, schließt das eine Ende des gewölbten Flächenanteils an
die ebene Flanke 2, 2' und sein anderes Ende an eine
nach innen gewölbten
Fläche
auf der einen Seite der Wulst 5, 5' an. Die Fläche auf der anderen Seite der
Wulst bildet einen Teil der Spanführungsfläche 4, 4', und sie ist
in dem Bereich, der an die Wulst angrenzt, auch nach innen gewölbt.
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Es
wird nun auch auf 3 Bezug genommen, in der das
Zerspanungsmesser eingesetzt in einen Halter eines Zerspaners dargestellt
ist, der eine äußere Klemmbacke 9 und
eine innere Klemmbacke 10 aufweist, zwischen denen das
Zerspanungsmesser durch Zusammendrücken der Klemmbacken 9, 10 mit
Hilfe einer Vielzahl von Schrauben 11 festgehalten wird,
von denen eine in der Figur dargestellt ist. Der Halter ist seinerseits über ein
Zwischenstück 13 auf
einer drehbaren Scheibe 12 angebracht.
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Die
Klemmbacken weisen Aufsetzflächen 14 bzw. 15 auf,
welche gegen die Hauptflächen 3 bzw. 3' des Zerspanungsmessers
stoßen.
Die Aufsetzflächen
sind im Querschnitt nach innen gewölbt mit einem etwas kleineren
Krümmungsradius
als die gewölbten
Flächenanteile
des Zerspanungsmessers. Als Folge davon kommt es, wie es im Querschnitt
zu sehen ist, zu einem Zusammenstoßen zwischen den Aufsetzflächen der
Klemmbacken und den gewölbten
Flächenanteilen
des Zerspanungsmessers längs zweier
kurzer Bereiche auf jeder Seite des Zerspanungsmessers mit einem
Hohlraum zwischen diesen beiden Berührungsflächen.
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In
der Einbaulage des Zerspanungsmessers ist es nur eines seiner Enden,
welches aus dem Halter vorsteht, und insbesondere sind es die aktive Schneidkante 1,
die Flanke 2, welche auf der Holzseite des Zerspanungsmessers
gelegen ist, d.h. auf der Seite, von welcher das Holz dem Zerspaner
zugeführt
wird, und die Spanführungsfläche 4', welche wegen
der Wulst 5' eine
solche Form hat, dass der abgeschnittene Span in eine Richtung weg
vom Halter geführt
wird. Die gegenüberliegende
Seite der Wulst 5' stößt in einer
Fläche 18 gegen
eine Vorderkante der inneren Klemmbacke 10.
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Da
das Zerspanungsmesser mit nach außen gewölbten Flächenanteilen ausgebildet ist,
kann die Flanke 2 vorteilhaft kurz ausgeführt werden,
während die
vordere Außenkante
der äußeren Klemmbacke 9 bis
zu einem gewissen Grade nach vorn in Drehrichtung verlängert werden
kann.
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Wie
aus 2 ersichtlich ist, weist der obere nach außen gewölbte Flächenanteil 6 seinen
größten Abstand
von der Sehne 7 genau vor dem Bereich auf, wo der untere
nach außen
gewölbte
Flächenanteil 6' eines seiner
Enden hat, und zwar im Übergang
zu der Wulst 5'.
In diesem Querschnitt ist das Zerspanungsmesser einer großen Beanspruchung
ausgesetzt, aber durch die erfinderische Formgebung, die nach außen und
entgegengesetzt gewölbte
Flächenanteile
aufweist, die mit Bezug aufeinander versetzt sind, erhält das Zerspanungsmesser
eine hinreichend große
Querschnittsabmessung und somit die erforderliche Festigkeit in
den stark belasteten Querschnitten zwischen den Wülsten 5, 5'.
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4 zeigt
eine erste alternative Ausführungsform
eines Zerspanungsmessers und eines Halters. Ebenso wie das vorige
ist auch dieses Zerspanungsmesser punktsymmetrisch um einen Symmetriepunkt.
Jedoch ist der Halter 9, 10 speziell konstruiert,
dass er in einen Trommelzerspaner passt, und das Zerspanungsmesser
ist etwas dünner
mit kleineren Wülsten 5 als
in der vorhergehenden Ausführungsform.
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5 zeigt
ein Zerspanungsmesser, das vom Typ her auch eine Wendeschneidplatte
ist, aber in dieser Ausführungsform
ist das Zerspanungsmesser spiegelsymmetrisch um eine Symmetrielinie durch
den Zentralpunkt des Zerspanungsmessers und senkrecht zu einer geraden
Linie zwischen den Schneidkanten. In dieser Ausführungsform steht somit immer
dieselbe Hauptfläche 3 der
Holzseite des Zerspaners gegenüber,
unabhängig
davon, welche Schneidkante zur gegebenen Zeit in einer aktiven Zerspanungsposition
angeordnet ist. Darüber
hinaus ist nur diese Hauptfläche
mit einem erfindungsgemäß nach außen gewölbten Flächenanteil 6 ausgebildet.
Die gegenüberliegende
Hauptfläche 3' weist hingegen
die Form einer schwach nach innen gewölbten Fläche 16 auf, die von
zwei Spanführungsflächen 4, 4' und zwei Spanführungswülsten 5, 5' umgeben ist.
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6 zeigt
ein Beispiel eines Zerspanungsmessers mit nur einer Schneidkante 1.
Die gegenüberliegenden
Hauptflächen 3, 3' weisen beide
nach außen
gewölbte
Flächenanteile 6, 6' auf. Auf derselben
Seite wie die Hauptfläche 3' gibt es auch
eine Spanführungsfläche 4' und eine Spanführungswulst 5'.
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Im
Weiteren wird auf die 7 Bezug genommen, die in einem
vergrößerten Maßstab und
in einem spiegelbildlichen Zustand einen Teilbereich des Halters
und des Zerspanungsmessers entsprechend der Ausführungsform in 3 zeigt.
Der Halter ist hier mit den Klemmbacken 9, 10 in
einem Zustand dargestellt, in dem sie nicht gegeneinander gedrückt werden,
um die Form der erfindungsgemäßen Aufsetzflächen 14, 15 deutlicher
zu veranschaulichen. Wie klar dargestellt ist, sind die Aufsetzflächen in
ihrem Querschnitt nach innen mit kleineren Krümmungsradien gewölbt als
die nach außen
gewölbten Flächenanteile 6, 6' des Zerspanungsmessers.
Auf diese Weise stoßen
die Aufsetzflächen
im unbelasteten Zustand gegen das Zerspanungsmesser in nur zwei
kurzen Bereichen nahe den Enden der jeweiligen Flächenanteile.
Zwischen diesen Bereichen gibt es einen Hohlraum oder einen Abstand
zwischen dem Zerspanungsmesser und den jeweiligen Aufsetzflächen.
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Erfindungsgemäß wird ein
derartiger Hohlraum zwischen zumindest der Aufsetzfläche 14 der äußeren Klemmbacke 9 und
dem Zerspanungsmesser eingerichtet. Von einem Berührungspunkt 17 zwischen
dem Vorderende der Aufsetzläche
der äußeren Klemmbacke 9 und
dem Zerspanungsmesser aus gesehen weist der nach innen gewölbte Flächenanteil
der Aufsetzfläche
eine erste nach innen gewölbte
Fläche 19 mit
einem etwas größeren Krümmungsradius
als das Zerspanungsmesser aber mit einem anderem Radiusmittelpunkt
als dieses, eine zweite nach innen gewölbte Fläche 20 mit einem wesentlich
kleineren Krümmungsradius
als das Zerspanungsmesser und schließlich eine ebene Fläche 21 auf.
Die Aufsetzfläche 15 der
inneren Klemmbacke 10 ist auf eine entsprechende Weise
gestaltet, außer dass
die Aufsetzfläche
an ihrem äußeren Ende
eine ebene Fläche 22 aufweist.
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Entsprechend
den nach außen
gewölbten Flächenanteilen
des Zerspanungsmessers können die
nach innen gewölbten
Flächenanteile
der Aufsetzflächen
aus Teilflächen
mit unterschiedlichen Querschnittsformen zusammengesetzt werden,
zum Beispiel aus Teilflächen,
die im Querschnitt teilkreisförmig,
parabolisch oder geradlinig sind.
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Durch
das erfindungsgemäße Gestalten
der Aufsetzflächen
wird ein Verformen der Klemmbacken ermöglicht, wenn diese gegeneinander
gedrückt
werden. Dies führt
zu einer vorteilhaften Verteilung des Drucks gegen die Zerspanungsmesser,
da die größten Klemmkräfte in dem
Bereich an den Enden der jeweiligen Flächenanteile 6, 6' auftreten werden.
Das gewährleistet,
dass das Zerspanungsmesser im Halter maximal gesichert ist. Das
ist von großer
Bedeutung, nicht zuletzt um das Eindringen von Holzfasern zwischen
das Zerspanungsmesser und die jeweiligen Klemmbacken zu verhindern.