Messer für die Holzzerspanung Bei der Holzzerspanung zum Zweck einer Holzauf bereitung, z. B. zur Erzeugung von Flachspänen für Zel lulose, Spanplatten oder dergleichen, werden Ritzmesser und Schälmesser verwendet und dadurch zwei Span dimensionen bestimmt, und zwar die Spanlänge in Rich tung der Holzfaser durch den Abstand der Ritzmesser und die Spandicke durch den Abstand der Schälmesser schneide von der spandickebegrenzenden Oberfläche des Werkzeugträgers.
Von dem Einfluss des Druckes, mit dem das Holz durch die Vorschubeinrichtung gegen den Werkzeugträger gepresst wird, auf die Spandicke kann hier abgesehen werden.
Es ist bekannt, die Ritzer dadurch zu vermeiden, dass ausgeklinkte Schälmesser verwendet werden, wobei die Teilschneiden des vorhergehenden Schälmessers auf die Lücken des folgenden gesetzt werden. Im Bereich der Messerlücken wird die vor dem Messer befindliche Spänenut zur Abstützung des Holzes durch Stege unter brochen. Mit n Messern dieser Art wird allerdings nur die Leistung von - Vollmessern erzielt.
2 Es sind auch ausgeklinkte Schälmesser bekannt, bei denen sowohl der Zahn (äusserer Schneidenkreis) als auch die Lücke (innerer Schneidenkreis) als Schälmes ser wirksam sind. Nachteilig bei Werkzeugträgern mit solchen Messern ist, dass lange Splitter in die Spänenu- ten gerissen werden. Das Einfügen von Stegen zum Ab stützen des Holzes ist hier nicht möglich.
Würde man ein solches Messer schräg legen und in bekannter Weise den Schlitz vor den Messern, der die Späne in einen Spänesammelraum leitet, durch die Spanlänge in Faser richtung überbrücken, so würden sich schlechte Schnitt bedingungen ergeben für das Ritzen, weil an dem nach eilenden Schneideende ein negativer Spanwinkel vor handen ist. Die Holzfasern würden an dieser Stelle nicht glatt durchgeschnitten, sondern abgerissen bzw. ab gequetscht. Diesen Nachteil würden bei Schräglage auch Messer haben, die über ihre Breite auf der Seite der Spanfläche rechteckige Aussparungen haben.
Es sind auch Messer bekannt, bei denen die Frei fläche sägezahnförmig ausgeschliffen ist. Die Zahn spitzen 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 zuzufüh ren, sondern unter einem solchen Winkel, dass die Holz fasern parallel zu den Teilschneiden der Messer liegen. Nimmt man ein angeschnittenes Holz aus der Maschine, so sieht man, dass es zahnstangenartig ausgefräst ist.
Deshalb muss jedes in die Maschine eingelegte Ein zelholz gut formschlüssig gehalten und mit einer be stimmten Geschwindigkeit in Längsrichtung vorgescho ben werden. Die Hölzer dürfen einen nur kleinen Durch messer haben, sonst wird die Messerwelle unausführbar lang. Es sind ferner Schälmesser bekannt mit Ausspa rungen über die Breite der Spanfläche, das ist die Fläche des Messers, die mit der Senkrechten zur Schnittrich tung der Schneide den Spanwinkel @Z bildet.
Es ent stehen dadurch Ritzschneiden. Zur Erzielung gleich- mässiger Spandicken soll dieses Messer ohne jeden Frei winkel arbeiten. Die Erfahrung lehrt, dass mit solchen Messern nicht gearbeitet werden kann, denn bei zu klei nem Freiwinkel treten bereits Schwierigkeiten auf, indem die Freifläche durch Holzharz verschmiert, Wärme ent wickelt, dadurch auch die Oberfläche des Werkzeug trägers verschmiert und die Zerspanung unmöglich ge macht wird.
Abgesehen von dem zuletzt genannten Mes ser, das aber aus den genannten anderen Gründen über haupt nicht verwendbar ist, hinterlassen alle anderen er wähnten Messer bei jedem Schnitt durch das zu zer- spanende Holz Bahnen Die aus mehreren Gründen etwas über die Schneid ebene der Schälmesser (bei Holzwollemaschinen und Flachscheibenzerspanern) oder über den Schneiden zylinder (bei Zerspanungsmaschinen mit zylindrischem Werkzeugträger) gestellten Ritzmesser hinterlassen Ritz fugen,
während ausgeklinkte Schälmesser und' solche mit sägezahnartiger Schneide der Spanlänge entsprechende Vertiefungen hinterlassen oder das Holz zahnstangenar- tig ausfräsen.
Beim nächsten Schnitt treffen die betreffenden Mes ser, deren Kanten oder dergleichen auf diese Bahnen nicht immer wieder auf, weil das zu zerspanende Holz insbesondere während der letzten Phase des Zer- spanungsvorganges - nicht mehr gut genug oder gar nicht mehr geführt und festgehalten werden kann. Die Folge ist, dass unerwünschte Klein- und Feinteile ent stehen.
In diesem Zusammenhang sind auch die Nachteile zu erwähnen, die sich zeigen beim Schleifen ausgeklinkter Messer, deren Zähne auf einen äusseren Schneiden- kreis ritzen und schälen und deren Lücken auf einem inneren Schneidenkreis schälen. Solche Messer werden auf einer Sondermaschine im Einstechverfahren zur Er zeugung einer ausgeklinkten Schneide geschliffen.
Dabei entstehen sehr oft zu grosse Rundungen, die zu Quet schungen an den Spänen führen und auch den Fein gehalt erhöhen. Ähnlich liegen die Verhältnisse bei Mes sern mit sägezahnartiger Schneide, die nach Art des Ge windeschleifens gebildet wird. Die vorliegende Erfindung bezweckt, diese Nachteile zu beseitigen.
Sie bezieht sich auf ein Messer für Holzwollemaschinen und Holzzer- spanungsmaschinen, mit Aussparungen von etwa drei- eckförmigem Querschnitt in der Spanfläche, durch deren Abstand von Dreieckspitze zu Dreieckspitze die Messer länge in Abstände aufgeteilt wird, die der Breite der mit den Messern herzustellenden Holzwollefäden bzw, der Länge dar herzustellenden Flachs_tiäne für Zellul;
ose- oder Spanplattenfertigung entspricht. Dieses Messer ist dadurch gekennzeichnet, dass jede Teilschneide die durch die genannten Aussparungen gebildet wird, mindestens eine besondere ein- oder mehrteilige Freifläche besitzt.
Diese Freifläche kann auch aus mindestens zwei Teilfreiflächen verschiedener Neigung bestehen ; dabei kann eine dieser Teilflächen im Grenzfall als Fein schliffase den Freiwinkel a = Null erhalten.
Besonders vorteilhaft ist die Verwendung des neuen Messers in zylindrischen Werkzeugträgern, weil hier bei achsparalleler Lage des Messers dessen Teilschneiden Schrägschnitte zur Faserrichtung des Holzes ausführen, wobei das Holz parallel zur Werkzeugträgerachse zu geführt wird.
Die Zeichnungen stellen Ausführungsbeispiele der Er findung dar, und zwar Fig. 1 einen Aufriss einer Messerscheiben-Holzzer- spanungsmaschine ; Fig. 2 eine Seitenansicht dazu ; Fig. 3 eine Teilansicht der Messerscheibe in grösse- rem Masstab ; Fig. 4 eine Seitenansicht zu Fig, 3 als Schnitt nach der Linie A-B der Fig. 3 ;
Fig. 5 einen Aufriss eines Zerspaners mit zylindri schem Werkzeugträger ; Fig. 6 einen Grundriss zu der Zerspanungsmaschine nach Fig. 5 ; Fig. 7 einen Ausschnitt aus Fig. 5 in grösserem Mass- stab ; Fig. 8 einen Grundriss zu Fig. 7.
Fig. 1 und 2 zeigen eine Messerscheiben-Holzzer- spanungsmaschine (disc-type wood chipper), dessen Messer 1 in der Scheibe 4 befestigt sind. Die Messer scheibe 4 wird durch einen Motor angetrieben und ro tiert um die Achse 5-5. Das zu zerspanende Holz 6 wird durch eine Vorschubeinrichtung 7 gegen die Stirnfläche 8 der Messerscheibe bewegt, es liegt dabei z. B. auf dem Boden einer Rinne 9, der bis dicht an die Schnittebene des Messers 1 reicht.
Fig. 3 und 4 zeigen das Messer 1 mit Schrauben 2 und Spanneisen 3 zur Befestigung des Messers in der Scheibe 4. Die Schneiden der Messer rotieren in der Schnittebene 10-10 und schälen Späne von der Dicke d in faserparallelen Ebenen vom Holz 6 ab. In Faserrich tung des Holzes sollen die Flachspäne z. B. eine Länge 1 = 25 mm haben ; die Grössenverhältnisse der Fig. 3 und 4 gelten danach für Späne von etwa 3 mm Dicke d.
Für das Einschneiden der Längen 1 quer zur Faserrich tung hat das Messer 1 an seiner Spanfläche 11 etwa drei- eckförmige Aussparungen 12 zur Bildung von Ritzer- spitzen 13. Die Tiefe t dieser Aussparungen 12 entspricht ungefähr der jeweiligen Spandicke d. Das faserparallele Abschälen der Flachspäne erfolgt durch die Schneiden 13-14, die, wie schon erwähnt, in der Schnittebene 10-10 liegen.
In Fig. 4 ist der rechteckige Rohling des Messers 1 von der Breite b angedeutet. Fräst man in diesen die dreieckförmigen Aussparungen 12 ein und gibt ihm un ter dem Winkel<B>(x</B> die Freifläche 15, so liegen die Rit- zerspitzen 13 zunächst bei 13' und die schälenden Teil schneiden 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) abge schliffen wird, liegt die Teilschneide 13-14, wie notwen dig, in der Schnittebene 10-10.
Sollen z. B. Flachspäne von 0,15 mm Dicke wie bei d angedeutet, abgeschält werden, dann beträgt der Ab stand zwischen den Punkten 13 und 14' in Schnittrich tung ungefähr 0,3 mm. Das Messer hat also längs seiner Teilschneiden dreieckförmige Feinschliffasen 13-14-14' mit dem Freiwinkel a = Null. Die grösste Fasenbreite beträgt etwa 0,3 mm, so dass es ohne weiteres möglich ist, mit diesem Messer Späne abzuschälen.
Das Schleifen dieses Messers für dünne Späne ist sehr einfach, weil sowohl die Freiflächen 15 mit dem Freiwinkel a, als auch die Feinschliffasen mit dem Freiwinkel a = Null in je einer normalen Schleifopera tion über die ganze Messerlänge ausgeführt werden kön nen. Dieser Vorteil ergibt sich dadurch, dass die Tiefe t der etwa dreieckförmigen Aussparungen an der Span fläche des Messers ungefähr so tief ausgeführt werden, wie die Spandicke d beträgt.
Sollen Flachspäne von 3 mm Dicke d abgeschält wer den (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 be dingt 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 Mes ser bewegt wird.
Nach Wiederanheben der Schleif scheibe 16 wird das Messer um den Betrag der Span länge 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 et was 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-l7-18-19 wird ein Feinschliff in der Ebene 10-10 ausgeführt und dadurch erreicht, dass alle Teilschnei den genau in der Schnittebene 10-10 liegen.
Es ist auch ohne weiteres möglich, der Schleifscheibe 16 eine Breite gleich der Teilschneidenlänge zu geben und die so entstehenden Teilfreiflächen 13-14-18-19 über die Kante 20 hinauszuführen. Es ist das zwar ein Ein- stechschliff, aber an einer Stelle, bei der die oben ge schilderten Nachteile nicht in Erscheinung treten, weil z.
B. kleine Ausrundungen als Folge etwas rund ge wordener Schleifscheibenkanten nicht an Schneiden, son dern in der Freifläche liegen. Ein anschliessender Fein schliff zur Erzeugung einer in der Schnittebene 10-10 liegende Fase ergibt ein hochwertiges Messer im Sinne der Erfindung Fig. 5 und 6 zeigen einen Messerwellen-Holzzerspa- ner (cylindertype wood chipper), dessen Messer 1 im zylindrischen Werkzeugträger 4' befestigt sind, der von einem Motor über die Kupplung 50 angetrieben wird und um die Achse 5' rotiert.
Das zu zerspanende Holz 6 wird durch eine Vorschubeinrichtung 7' gegen die Mantel fläche 8' bewegt, es liegt dabei z. B. auf dem Boden der Rinne 9', der bis dicht an den Schneidenzylinder der Messer 1 reicht.
Fig. 7 und 8 zeigen das Messer 1 mit Schrauben 2 und Spanneisen 3 zur Befestigung des Messers in der Messerwelle 4'. 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. 7 und 8 die zu Fig. 3 und 4 gegebenen Erläu terungen sinngemäss.
Für zylindrische Werkzeugträger (Messerköpfe, Mes serwellen, Topfscheiben bringt das erfindungsgemässe Messer zusätzlich den wesentlichen Fortschritt, dass bei entsprechender Tiefe t' (Fig. 8) der Aussparungen 12 an der Spanfläche 11 des Messers 1 die dadurch gebildeten Teilschneiden 13-14 eine Schräglage zur achsparallelen Mantellinie des Werkzeugträgers 4 erhalten, die auch bei achsparalleler Lage des Messers 1 an sich für einen Schrägschnitt ausreicht, der im üblichen Winkel ä zur Faserrichtung des Holzes liegt, das dem Werkzeugträger achsparallel ausgeführt wird.
In Fig. 8 ist die Spanlänge des Holzes in dessen Fa serrichtung 1 = 25 mm gezeichnet und die Tiefe der Aussparungen an der Spanfläche des Messers t' = 8 mm. Die Teilschneiden 13-14 erhalten dadurch eine Schräg- Lage zur achsparallelen Mantellinie von etwa 180, das heisst einen Mittelwert üblicher Schrägschnittwinkel. Das Messer 1 an sich liegt achsparallel, vergleiche Fig. B. Die Messerkante 20-20 ist eine Parallele zu Achse 5'-5' des Werkzeugträgers 4'.
Das erfindungsgemässe Messer kann auch in Holz- wollmaschinen verwendet werden.