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Messer für Holzwollemaschinen und für Holzzerspanungsmaschinen
Die Erfindung betrifft ein Messer für Holzwollemaschinen und für Holzzerspanungsmaschinen mit etwa dreieckförmigen Aussparungen quer über die Spanfläche, deren Entfernung von Dreieckspitze zu
Dreieckspitze der Spanbreite von Holzwolle quer zur Faserrichtung und der Spanlänge bei Flachspänen entspricht, und von deren Wänden eine etwa senkrecht und die andere schräg zur Spanfläche eingeformt sind.
Bekannt sind Messer, bei denen die Freifläche sägezahnförmig ausgeschliffen ist. Die Zahnspitzen übernehmen dann unter günstigen Bedingungen das Ritzen. Aber diese Messer schneiden die Flachspäne nicht faserparallel ab.
Um mit solchen Messern zu einem faserparallelen Schnitt zu kommen, ist vorgeschlagen worden, das zu zerspanende Holz nicht mehr parallel zur Achse des zylindrischen Werkzeugträgers zuzuführen, sondern unter einem solchen Winkel, dass die Holzfasern parallel zu den Teilschneiden der Messer liegen. Nimmt man ein angeschnittenes Holz aus der Maschine, dann sieht man, dass es zahnstangenartig ausgefräst ist. Deshalb muss jedes in die Maschine eingelegte Einzelholz gut formschlüssig gehalten und mit einer bestimmten Geschwindigkeit in Längsrichtung vorgeschoben werden. Die Hölzer dürfen nur einen kleinen Durchmesser haben, sonst wird die Messerwelle unausführbar lang.
Ferner sind Schälmesser bekannt mit Aussparungen über die Breite der Spanfläche, das ist die Fläche des Messers, die mit der Senkrechten zur Schnittrichtung der Schneide den Spanwinkel bildet. Dadurch entstehen Ritzschneiden. Zur Erzielung gleichmässiger Spandicken soll dieses Messer ohne jeden Freiwinkel arbeiten.
Die Erfahrung lehrt, dass bereits bei zu kleinen Freiwinkeln Schwierigkeiten auftreten, indem die Fläche durch Holzharz verschmiert, Wärme entwickelt und dadurch auch die Oberfläche des Werkzeugträgers verschmiert und letzten Endes die ganze Zerspanung unmöglich wird. Zur Vermeidung der oben geschilderten Nachteile und zur Erzielung unbeschädigter, glatter Späne oder Fäden mit einem Messer der bekannten Art ist nach der Erfindung zur Spanfläche des Messers zumindest ein Freiwinkel angeschliffen. Vorzugsweise wird ein zweiter Freiwinkel anderer Neigung an der Linie angesetzt, die die Punkte verbindet, in denen sich die beiden Wände der Aussparungen in der Ebene des ersten Freiwinkels schneiden.
Grundsätzlich entspricht nach der Erfindung bei einem solchen Messer die Tiefe der Wand der Ausnehmung der Dicke der abzuschälenden Späne. Will man zu dickeren Spänen gelangen, dann muss man die Ausnehmungen entsprechend tiefer einschleifen, was unter Umständen dickere Messer voraussetzt.
Hiebei ist unterstellt, dass der Spanwinkel in allen Fällen der gleiche bleibt.
Bei einem Ausführungsbeispiel erhält eine der durch die beiden Freiwinkel gebildeten Teilflächen im Grenzfall als Feinschliffase den Freiwinkel Null.
Erfindungsgemäss wird das Messer dadurch vervollkommnet, dass hinter den Feinschliffasen der Teilschneiden in der sich über die Messerlänge erstreckenden Freifläche innerhalb jeder Teilschneidenlänge eine besondere Teilfreifläche liegt. Ausserdem kann es von Vorteil sein, wenn die über die Messerlänge reichende Freifläche zahnartig ausgeklinkt ist.
Bei einem zylindrischen Werkzeugträger gibt erfindungsgemäss in diesem Fall die Tiefe der Aussparungen des Messers an dessen Spanfläche den dadurch gebildeten Teilschneiden eine Schräglage zur
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achsparallelen Mantellinie, die auch bei achsparalleler Lage des Messers an sich einen Schrägschnitt zulässt, der in einem üblichen Winkel zur Faserrichtung des Holzes liegt.
In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es sind : Fig. 1 die Ansicht eines Messers, in Arbeitsstellung, senkrecht auf die Messerscheibe gesehen, Fig. 2 ein Schnitt entlang der Linie A-B in Fig. 1, Fig. 3 die Seitenansicht eines Messers, eingespannt in einen zylindrischen Messerträger, Fig. 4 eine Draufsicht auf Fig. 3 und Fig. 5-8 Darstellungen nach einer Ausführungsform in verschiedenen Anfertigungsstadien.
In den Fig. 1 und 2 ist das Messer in der Scheibe 4 befestigt. Das zu zerspanende Holz 6 ist durch eine Vorschubeinrichtung 7 gegen die Stirnfläche 8 der Messerscheibe bewegt. Es liegt dabei auf dem Boden einer Rinne 9, der bis an die Schnittebene des Messers 1 heranreicht.
Das Messer ist mit Schrauben 2 und Spanneisen 3 an der Scheibe 4 befestigt. Die Schneiden der Messer rotieren in der Schnittebene 10-10 und schälen Späne von der Dicke d in faserparallelen Ebenen vom Holz 6 ab. Legt man den Massstab der Zeichnungen der Wirklichkeit zugrunde, dann erhalten z. B. Flachspäne in Faserrichtung eine Länge 1 = 25 mm. Die Dicke ist etwa 3 mm. Zum Einschneiden der Längen 1 quer zur Faserrichtung hat das Messer 1 an seiner Spanfläche 11 etwa dreieckförmige Aussparungen 12 zur Bildung von Ritzerspitzen 13. Die Tiefe t dieser Aussparungen 12 entspricht ungefähr der jeweiligen Spandicke d. Das faserparalleleAbschälen der Flach- späne erfolgt durch die Schneiden 13 - 14, die, wie schon erwähnt, in der Schnittebene 10-10 liegen.
Insbesondere in Fig. 2 ist der rechteckige Rohling des Messers 1 von der Breite b angedeutet.
Fräst man in diesen die dreieckförmigen Aussparungen 12 ein und gibt ihm unter dem Winkel die Freifläche 15, so liegen die Ritzerspitzen 13 zunächst bei 13'und die schälenden Teilschneiden zwischen 13'und 14. Auf diese Weise würde kein faserparalleler Schnitt zustande kommen. Erst wenn die dreiseitige Pyramide mit der Spitze 13'bis auf ihre Grundfläche 13-14-14' (Fig. 3 linker Teil) abgeschliffen wird, liegt die Teilschneide 13-14, wie notwendig, in der Schnittebene 10-10.
Sollen z. B. Flachspäne von 0, 15 mm Dicke, wie bei d angedeutet, abgeschält werden, dann beträgt der Abstand zwischen den Punkten 13 und 14'in Schnittrichtung ungefähr 0, 3 mm. Das Mes-
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diesem Messer Späne abzuschälen.
Das Schleifen des Messers für dünne Späne ist sehr einfach, weil sowohl die Freiflächen 15 mit dem Freiwinkel 0 :, als auch die Feinschliffasen mit dem Freiwinkel 0 = Null in je einer normalen Schleifoperation über die ganze Messerlänge ausgeführt werden können. Dieser Vorteil ergibt sich dadurch, dass die Tiefe t der etwa dreieckförmigen Aussparungen an der Spanfläche des Messers ungefähr so tief ausgeführt werden, wie die Spandicke d beträgt. Mit andern Worten : Je dicker die Späne zu schneiden sind, desto weiter muss die Spitze des Messers aus dem Messerträger herausragen. Man muss dann im Verhältnis zur grösseren Spandicke d die Ausnehmungen auf eine grössere Tiefe t einschleifen, was unter Umständen eine grössere Dicke der gesamten Messerplatte erfordert.
Sollen Flachspäne von 3 mm Dicke d abgeschält werden (z. B. für Zellulose), so würde das in Schnittrichtung liegende, also freiwinkellose Dreieck eine Höhe in Schnittrichtung 13-14'von etwa 6 mm haben. Das bedingt einen weiteren Schleifvorgang zur Verminderung dieser Dreieckshöhe. Dieses Schleifen kann mit einer Schleifscheibe 16 ausgeführt werden, die zur Erzeugung der zusätzlichen Freifläche 13-17-18-19 gegen das Messer bewegt wird.
Nach Wiederanheben der Schleifscheibe 16 wird das Messer um den Betrag der Spanlänge 1 in seiner Längsrichtung verschoben, die nächste Fläche 13-17-18-19 geschliffen usw. Zur Begrenzung der Schritte in Längsrichtung des Messers kann die über die Messerbreite reichende Fläche 13-14 benutzt werden. Der Vorgang ist ähnlich dem beim Schleifen von Sägen. Die Flächen 13-17-18-19 sind in ihrer Längsrichtung etwas gegen die durchgehende Freifläche 15 geneigt. Die Schleifbreiten 13-17 bzw. 18-19 brauchen nicht genau zu sein, wie das beim Einstechschleifen für ausgeklinkte Messer der Fall ist, auch leicht abgerundete Kanten der Schleifscheibe sind ohne nachteiligen Einfluss.
Nach den Schleifvorgängen an den Freiflächen 15 und 13-17-18-19 wird ein Feinschliff in der Ebene 10-10 ausgeführt und dadurch erreicht, dass alle Teilschneiden genau in der Schnittebene 10-10 liegen.
Es ist auch ohne weiteres möglich, der Schleifscheibe 16 eine Breite gleich der Teilschneiden-
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länge zu geben und die so entstehenden Teilfreiflächen 13-14-18-19 über die Kante 20 hinauszuführen. Es ist zwar ein Einstechschliff, aber an einer Stelle, bei der die oben geschilderten Nachteile nicht in Erscheinung treten, weil z. B. kleine Ausrundungen als Folge etwas rund gewordener Schleifscheibenkanten nicht an Schneiden, sondern in der Freifläche liegen. Ein anschliessender Feinschliff zur Erzeugung einer in der Schnittebene 10-10 liegenden Fase ergibt ein hochwertiges Messer im Sinne der Erfindung.
Die Fig. 3 und 4 zeigen einen Ausschnitt aus einem Messerwellen-Holzzerspaner (cylinder-type wood chipper), dessen Messer 1 im zylindrischen Werkzeugträger 41 befestigt sind. Das zu zerspanende Holz wird hier durch eine Vorschubeinrichtung gegen die Mantelfläche des zylindrischen Messerträgers bewegt.
Das Messer 1 wird mit Schrauben 2 und Spanneisen 3 an der Messerwelle 4'befestigt.
Die Schneiden der Messer rotieren im Schneidenzylinder 10-10'und schälen Späne von der Dicke d faserparallel vom Holz ab. Im übrigen gelten für die Fig. 3 und 4 die bereits zu den Fig. 1 und 2 gegebenen Erläuterungen. Für zylindrische Werkzeugträger (Messerköpfe, Messerwellen, Topfscheiben) bringt das erfindungsgemässe Messer zusätzlich den Fortschritt, dass bei entsprechender Tiefe t' (Fig.
4) der Aussparungen 12 an der Spanfläche 11 des Messers 1 die dadurch gebildeten Teilschneiden 13 bis 14 eine Schräglage zur achsparallelen Mantellinie des Werkzeugträgers 4 erhalten, die auch bei achsparalleler Lage des Messers 1 an sich für einen Schrägschnitt ausreicht, der in einem zulässigen Winkel ö zur Faserrichtung des Holzes liegt, das dem Werkzeugträger achsparallel zugeführt wird.
In Fig. 4 ist die Spanlänge des Holzes in dessen Faserrichtung 1 = 25 mm gezeichnet und die Tiefe der Aussparungen an der Spanfläche des Messers t'= 8 mm. Die Teilschneiden 13-14 erhalten dadurch eine Schräglage zur achsparallelen Mantellinie von etwa 18, d. h. einen Mittelwert üblicher Schrägwinkel. Das Messer 1 an sich liegt achsparallel. Die Messerkante 20 - 20 ist eine Parallele zu der Achse 5'- 5'des Werkzeugträgers 4'. Das erfindungsgemässe Messer kann auch in Holzwollmaschinen verwendet werden.
Zur Herstellung eines Messers nach der Erfindung in einer speziellen Ausführungsform geht man von der in Fig. 5 dargestellten Platte aus. In die Spanfläche 11 sind die Ausnehmungen 12 eingeschliffen. In Fig. 6 ist dargestellt, wie von der vorderen Schmalseite des Messers unter dem Teilfreiwinkel CL eine erste Freifläche angeschliffen ist. Fig. 7 zeigt das Anschleifen der zweiten Freifläche unter dem 2.
Teilfreiwinkel a,. In Fig. 8 sieht man das fertige Werkzeug. In allen Figuren haben die Aussparungen 12 in der Spanfläche 11 Dreiecksform. Es ist zu bemerken, dass das Messer so eingespannt wird, dass beide Punkte 13 und 14 (Fig. 8) in der Schnittrichtung liegen. Die Spanfläche 11 bildet dann mit der Schnittrichtung den Spanwinkel.
Bei dieser Anordnung wirken die Punkte 13 als Ritzer und die Verbindungslinie 13-14 als Schneide.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Messer für Holzwollemaschinen und für Holzzerspanungsmaschinen mit etwa dreieckförmigen Aussparungen quer über die Spanfläche, deren Entfernung von Dreieckspitze zu Dreieckspitze der Spanbreite von Holzwolle quer zur Faserrichtung und der Spanlänge bei Flachspänen entspricht, und von deren Wänden eine etwa senkrecht und die andere schräg zur Spanfläche eingeformt sind, dadurch gekennzeichnet, dass zur Spanfläche (11) des Messers (l) zumindest ein Freiwinkel (cxl) angeschliffen ist.
2. Messer nachAnspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass einzweiterFreiwinkel anderer Neigung (et) an der Linie ansetzt, die die Punkte verbindet, in denen sich die beiden Wände der Aus-
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4. Messer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine der durch die beiden Freiwinkel (ci, ct gebildeten Teilflächen im Grenzfall als Feinschliffase den Freiwinkel cx = Null erhält.
5. Messer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die hinter den Feinschliffasen der Teilschneiden (13-14) liegenden Teilfreiflächen eine sich über die Länge des Messers (l) erstreckende Freifläche (15) bilden.
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