AT398401B - Wendemesser, insbesondere wendehobelmesser - Google Patents

Description

AT 398 401 B

Die Erfindung betrifft ein Wendemesser mit flachem in Längsrichtung konstantem Querschnittsprofil und zwei distal zentrisch-symmetrisch oder achssymmetrisch angeordneten Schneiden,welches Wendemeser eine Quererstreckung von kleiner als 25 mm, insbesondere von kleiner als 20 mm, aufweist und in einem Messerträger durch längsgerichtete, gegenseitig passungsgemäß zusammenwirkende Vorsprünge bzw. Vertiefungen in einer vorgesehenen Position ersetzbar bzw. mit diesem verbindbar ist, zur Bearbeitung nichtmetallischer Werkstoffe, z.B. Holz, Spanplatten, Kunststoffteile und dgl., insbesondere Wendehobelmesser.

Gattungsgemäße Wendemesser werden in Schneidwerkzeugen zur zumeist flächigen Abtragung dünner Schichten von nichtmetallischen Werkstoffen verwendet. Eine genaue, senkrecht zur Schneidkante verschiebungssichere Einsetzung in den vorzugsweise walzenförmigen Messerträgern unter Bildung des Schneidwerkzeuges erfolgt dabei mittels Führungsrippen bzw. Vorsprüngen oder Vertiefungen, die mit zugeordneten Positioniernuten bzw. Vertiefungen oder Vorsprüngen des Messers im Eingriff stehen. Derartige, oft mit hoher Umdrehungszahl rotierende Schneidwerkzeuge, die insbesondere in Hobeleinrichtungen zur Bearbeitung von Holz, Holzfaserplatten, Kunststoffteilen, beispielsweise Verbundteile und dgl. verwendet werden können, sind auch aus der EP-B- 0117991 bekannt.

Um auch nach einem Wenden oder einem Wechsel der Messer gleiche Spantiefen oder Abtragungen beim Einsatz sicherzustellen, wird das im Querschnitt oft nur wenige Millimeter Dicke aufweisende Messer mit einem genauen, oft durch Schleifen hergestellten und zu den Schneiden zentrosymmetrisch oder achssymmetrisch ausgebildeten Profil, enthaltend zumindest eine Nut oder einen Vorsprung, die/der in ausreichender bzw. großer Verzahnungstiefe mit dem Messerträger paßgenau in Verbindung stehen, hergestellt.

Ein zumindest teilweises Erstellen eines für ein Wendemesser erforderlichen Querschnittsprofiles durch Walzen ist an Vormaterial aus legiertem Werkzeugstahl mit einem Legierungsanteil unter 5 Gew.-% möglich. Derartige kostengünstig hergestellte und thermisch vergütete Messer haben jedoch den Nachteil einer geringeren Haltbarkeit der Schneiden bzw. Schneidkanten. Es wurde schon versucht, die Wendemesser aus Schnellarbeitsstahl zu fertigen. Herstellungstechnisch sind dabei jedoch die Nachteile gegeben, daß der Werkstoff ein zu einer genauen Walzung des gewünschten Profiles zu geringes Umformvermögen aufweist, daher ein Großteil der Nuten bzw. Vorsprünge durch Schleifen auszubilden sind und beim Vergüten bzw. Härten und Anlassen der Messer ein großer Verzug derselben auftreten kann, wodurch zusätzliche hohe Nacharbeitskosten entstehen. Im praktischen Einsatz der Wendemesser aus Schnellarbeitsstahl war zwar die Haltbarkeit der Schneide durchaus zufriedenstellen, es traten jedoch von den Innenkanten der Vertiefungen oder den Querschnittsänderungen ausgehend Dauerrisse auf, die vorzeitig zum Messerbruch führten. Weiters wurde versucht, Wendemesser aus Hartmetall herzustellen. Beim Sintern der Formkörper bzw. der Grünlinge ist jedoch in nachteiliger Weise ein großer Verzug der Teile gegeben, der zusätzlich zu den hohen Erstellungskosten die Schleifkosten am Messer wesentlich vergrößert. Derartige Wendemesser weisen auch eine erhöhte Bruchgefahr und bei rotierenden Schneidwerkzeugen eine Verletzungsgefahr durch weggeschleuderte Messerpartikel auf.

Messerköpfe bzw. Messerwalzen mit spiralförmiger Schneide erfordern gekrümmte Messerkanten, wobei die im wesentlichen parabolische Schneidkantenkrümmung durch einen aufwendigen Schleifvorgang ( DE-OS- 3629157) an einem stabilen Messerteil oder durch hochkantiges Formbiegen und Fixieren eines dünnen Messerstreifens in einer dafür geformten Walzenausnehmung ( EP-A1-0362830) gebildet werden kann. Zu einer kostengünstigen Ausbildung eines mit dem Messerkopf formschlüssig verbindbaren Messers wurde bereits vorgeschlagen, eine Eingriffsprofilierung unmittelbar durch Ausprägungen eines Messerbandes zu erstellen ( DE-A1- 4013050). Weiters sind Wendemesser mit einer für deren Verankerung ausgebildeten Querschnittsform, beispielsweise aus der US-PS-4610285 und der CH-PS- 598925), bekannt, wobei diese Schneidplättchen bzw. Messer aus Schneidwerkstoff gebildet sind, allen bekannten Wendemessern mit profiliertem Querschnitt sind jedoch die Nachteile gemeinsam, daß deren Herstellung aufgrund der Werkstoffeigenschafteen aufwendig ist und bei ausreichender Materialhärte Probleme bei einer Bearbeitung und Bruchgefahr im praktischen Einsatz gegeben sind.

Es wurde auch schon vorgeschlagen, ein Kreismesserblatt mit drei konzentrischen Zonen, die durch Schweißung miteinander verbunden sind, herzustellen ( DE-OS-2739946). Die die Schneidzähne beinhaltende Außenzone aus Schneliarbeitsstahl ist dabei durch aufwendigen Schweißungen, gegebenenfalls Pufferschweißungen, zur Vermeidung einer durch Kohlenstoffdiffusion gebildeten versprödeten Schicht mit einer Mittelzone und/oder einer Innenzone des Kreissägeblattes verbunden. Eine Biegung des Sägeblattes kann jedoch trotz dieser Mittelzone oder Pufferschweißungen zu Brüchen desselben führen.

Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen und setzt sich zum Ziel, die Nachteile der bekannten Messer zu beseitigen und ein Wendemesser mit wesentlich verbesserten Gebrauchseigenschaften zu erstellen. 2

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Dieses Ziel wird bei einem gattungsgemäßen Gegenstand der eingangs genannten Art, welcher gekennzeichnet ist durch einen in Längsrichtung des Messers angeordneten zentrischen Trägerteii aus zähfestem Werkstoff und zwei im Querschnitt distalen, mit diesem metallisch durch Schweißung unlösbar verbundenen, die Schneiden bildenden Arbeitstellen aus hochlegiertem Werkzeugstahl mit einem Legie-rungsanteil über 10 Gew.-%, insbesondere Schnellarbeitsstahl gemäß DIN 17007, Werkstoffnummernklasse 32 und 33, erfindungsgemäß gelöst.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß einerseits der Bereich des Messers, welcher einen profilierten Querschnitt mit Vertiefungen und innenliegenden Kanten aufweist, aus einer gut walzumformbaren Legierung, z.B. DIN Werkstoff Nr. 1.2241 oder Werkstoff Nr. 1.8159, gefertigt ist, welches Legierungsmaterial im vergüteten Zustand eine hohe Biegbruchzähigkeit aufweist und damit auch den auftretenden Belastungen im zentrischen Teil einen besonders hohen Widerstand entgegensetzt. Andererseits sind die Arbeitsteile bzw. die Schneidkanten aus gehärtetem und angelassenem Werkzeugoder Schneliarbeitsstahl mit einem hohen Legierungsanteil und dabei mit hoher Verschleißfestigkeit gebildet, der auch bei höheren Arbeitstemperaturen, welche insbesondere bei der Bearbeitung von Spanplatten und Schichtwerkstoffen entstehen können, keine Härteabnahme erfährt. Dabei ist es wichtig, daß zwischen dem Trägerteil und den Arbeitsteilen eine metallische Verbindung durch Schweißen be-steht.Lötverbindungen wie diese bei einer Befestigung von Hartmetallkanten erforderlich sind, können, wie sich herausstellte, nicht angewendet werden, weil diese keine ausreichende Festigkeit haben und zu Lötbrüchen führen.

Bevorzugt werden der Werkstoff des Trägerteiles und der Werkstoff der Arbeitsteile derart gewählt, daß nach einer Wärmebehandlung bestehend aus einem Austenitisieren, einem verstärkten Abkühlen und einem vorzugsweise mindestens zweimaligen Anlassen des dreiteiligen Wendemessers eine Materialhärte des Trägerteiles von 40 bis 45 HRC und eine Materiaihärte der Arbeitsteile von 62 bis 64 HRC gegeben sind. In einfacher Weise kann dabei der Fachmann eine Werkstoffkomination festlegen, welche speziellen Anforderungen besonders gut entspricht.

Wenn, wie weiters in günstiger Weise vorgesehen,der die Arbeitsteile bildende Werkzeug- oder Schnellstahl in Gew.-% 0,05 bis 2,0, vorzugsweise 0,1 bis 1,2, Aluminium enthält, kann , wie überraschend gefunden wurde, eine Anlaßbehandlung mit höheren Temperaturen angewendet werden, wodurch das Material des zentrfechen Trägerteiles eine nicht erwartet hohe Biegewechselfestigkeit erhält und es wird eine besonders gute Verschweißbarkeit mit überragender Festigkeit der Schweißnähte erreicht.

Eine Desintegration der Teile kann sicher verhindert werden, wenn die metallischen , durch Schweißung gebildeten unlösbaren Verbindungen der Arbeitsteile mit dem Trägeteil durch Plasma, insbesondere durch Elektronenstrahl erstellte Schweißnähte sind.

Sowohl für die Bruchsicherheit eines gegebenenfalls durch Vertiefungen geschwächten Arbeitsteiles als auch für die Dauerfestigkeit der Verbindung mit dem Trägerteil hat es sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn im Querschnittsprofil die Schweißnähte einen Abstand A von den Schneidkanten aufweisen,.bei weichem eine örtliche Messerdicke D vorliegt, die größer als der 0,6-fache, vorzugsweise 0,8-fache, Schneidenabstand ist bzw. bei welchem die Beziehung D/A einen Wert von größer als 0,6, vorzugsweise größer als 0,8 ergibt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich Ausführungswege darstellende Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen Fig. 1 bis Fig. 5 erfindungsgemäße Wendemesser im Querschnitt. In allen Figuren der Zeichnung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile.

Hg. 1 zeigt ein Wendemesser (1) im Querschnitt, bei welchem der Trägerteil 2 im Zugbereich zentrisch eine trapezförmige Vertiefung 4 , eine sogenannte Trapezführung, aufweist, welcher eine plane Stützfläche gegenüberliegt. Die Schneidkanten 5 und 5 sind dabei von der Führung bzw. Vertiefung jeweils gleich weit entfernt und liegen in den Arbeitsteilen 3 und 3 , welche jedoch im Vergleich miteinander unterschiedliche Querschnittsflächep aufweisen. Für die Haltbarkeit bzw. die Gebrauchseigenschaften des Wendemessers ist das Ausmaß der Arbeitsteilquerschnittsflächen von geringer Bedeutung, solange die Schweißnähte 7 und 7 einen Abstand A bzw. A von der Schneidkante 5 bzw. 5 aufweisen, bei welcher eine örtliche Messerdicke D bzw. D gegeben ist, die größer als 0,6 x A bzw. A ist. Beim gegenständlichen Messer beträgt der Wert für D/A und D/A jeweils 0,92.

Fig. 2 zeigt den Querschnitt eines Wendemessers 1, welches im Druckspannungsbereich im Trägerteil 2 eine konkave Trapezführung 4 und gegenüber liegend eine ebene Preßfläche aufweist.

In Fig. 3 ist der Querschnitt eines Messers 1 mit einem Vorsprung 4 als Passungsmittel bzw. einer Konvexführung 4 im Trägerteil schematisch dargestellt. Derartige Ausführungsformen von Messern sind besonders biegestabil, wobei die Schweißnähte 7 und 7 leicht herstellbar sind und die Position des Schweißmittels bei der Herstellung bedeutungslos ist. 3

Claims (7)

1. AT 398 401 B Fig. 4 zeigt eine Messerform im Querschnitt , welche besonders für hohe Beanspruchungen vorgesehen werden kann. Im Trägerteil (2) ist beidseitig je eine Vertiefung 4 und 4 angeordnet, wobei der runden Konkavführung 4 die Passungsfunktion zukommt. Die Fig. 5 zeigt ein Wendehobelmesser 1 mit einer für höchste Präzision ausgebildeten und beste Gebrauchseigenschaften bewirkenden Querschnittsform. Die Quererstreckung bzw. der Abstand der beiden Schneidkanten 5 und 5 beträgt 12 mm, die größte Profilbreite und die Messerdicke betragen 2,7 mm und 22,0 mm. Der Trägerteil 2 ist als Walzprofii mit einem Vorsprung 4 und einer Vertiefung 4 in zentrischer Anordnung ausgeführt. Wird der die Haltbarkeit des Tri-Verbund- Wendehobeimessers 1 wichtige Wert D/A, also ein theoretischer Schweißnahtabstand zu örtlicher Messerdicke, ermittelt und dessen jeweilige Größe von der Schneidkante 5 in Richtung Achse bzw. Führung 4 in Betracht gezogen, so ist festzustellen, daß der Wert vorerst von der Schneidkante 5,5 weg im Keilbereich des Arbeitsteiles 3, 3 die gleiche Höhe von 1,1 aufweist. In Richtung zum Zentrum fällt dieser Wert durch eine eingearbeitete Spannut 6 auf 0,58 ab und steigt in der Folge wieder auf 0,98 an. Für eine vorzusehende Schweißnaht 7, 7 zur Verbindung des Trägerteiles 2 und der Arbeitsteile 3, 3 ist somit der Bereich der Spannut 6 auszuscheiden und eine Ausführungsform gemäß Darstellung im rechten oder im linken Teil von Fig. 5 zu wählen, um vorteilhafte Gebrauchseigenschaften des Wendehobeimessers 1 zu erreichen. Patentansprüche 1. Wendemesser (1) mit flachem in Längsrichtung konstantem Querschnittsprofil und zwei distal zentrischsymmetrisch oder achssymmetrisch angeordneten Schneiden, welches Wendemesser eine Querstrek-kung von kleiner als 25 mm, insbesondere von kleiner als 20 mm, aufweist und in einem Messerträger, durch längsgerichtete, gegenseitig passungsgemäß zusammenwirkende Vorsprünge bzw. Vertiefungen (4,4') in einer vorgesehenen Position einsetzbar bzw. mit diesem verbindbar ist, zur Bearbeitung nichtmetallischer Werkstoffe, z.B. Holz, Spanplatten, Kunststoffteile und dgl., inbesondere Wendehobelmesser, gekennzeichnet durch einen in Längsrichtung des Messers angeordneten zentrischen Trägerteil (2) aus zähfestem Werkstoff und zwei im Querschnitt distalen, mit diesem metallisch durch Schweißung (7,7*) unlösbar verbundenen, die Schneiden ( 5,5') bildenden Arbeitsteilen (3,3') aus hochlegiertem Werkzeugstahl mit einem Legierungsanteil über 10 Gew.-%, insbesondere aus Schnellarbeitsstahl gemäß DIN 17007, Werkstoffnummernklasse 32 und 33.
2. 2. Wendemesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff des Trägerteiles (2) und der Werkstoff der Arbeitsteiie (3,3') derart gewählt sind, daß nach einer Wärmebehandlung bestehend aus einem Austenitisieren, einem verstärktem Abkühlen und einem vorzugsweise mindestens zweimaligem Anlassen des dreiteiligen Wendemessers (1) eine Materialhärte des Trägerteiles von 40 bis 45 HRC und eine Materialhärte der Arbeitsteile von 62 bis 64 HRC gegeben sind.
3. 3. Wendemesser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der die Arbeitsteile ( 3,3’) bildende Werkzeug- oder Schnellstahl in Gew.-% 0,05 bis 2,0, vorzugsweise 0,1 bis 1,2, Aluminium enthält.
4. 4. Wendemesser nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die metallischen, durch Schweißung (7,7') gebildeten unlösbaren Verbindungen der Arbeitsteile (3,3') mit dem Trägerteil (2) durch Plasma, insbesondere durch Elektronenstrahl erstellte Schweißnähte sind.
5. 5. Wendemesser nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Querschnittsprofil die Schweißnähte (7) einen Abstand A von den Schneidkanten (5) aufweisen, bei welchem eine örtliche Messerdicke D vorliegt, die größer als der 0,6-fache, vorzugsweise 0,8-fache, Schneidenabstand ist bzw. bei welchem die Beziehung D/A einen Wert von größer als 0,6, vorzugsweise größer als 0,8,ergibt.
6. 6. Wendemesser nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest im Bereich der Schneiden ( 5,5') die diese bildenden Seitenflächen der Arbeitsteile (3,3*) eine Hartstoffschicht tragen, welche eine Dicke von höchstens 6 u.m, vorzugsweise von unter 4 um, aufweist.
7. 7. Wendemesser nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hartstoffschicht insbesondere durch ein CVD- oder PVD- Verfahren aufgebracht ist und aus Karbiden und/oder Nitriden und/oder Oxiden oder Mischungen bzw. Verbindungen derselben gebildet ist. 4 AT 398 401 B Hiezu 1 Blatt Zeichnungen 5