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Besäumzerspaner mit Besäumkreissägeblatt, insbesondere für Holz und
Kunststoffe Es sind bereits verschiedene Werkzeuge zum Besäumzerspanen, das ist
das Abtrennen von Werkstoffzugaben in der holz- und kunststoffverarbeitenden Industrie,
bekannt. Unter anderem hat man für diesen Zweck bisher einteilige Fräswerkzeuge
in Gestalt von Scheibenfräsern verwendet, ferner Werkzeuge, bei denen ein Vorschneiderkranz
die Besäumarbeit übernimmt, und auch auswechselbare Zerspanungswerkzeuge mit Hartmetallmessern.
Bei den Scheiben- und Messerkopfzerspanem ist zum Besäumen ein besonderes Besäumkreissägeblatt
erforderlich; bei den einteiligen Vorschneidezerspanem kann dieses Sägeblatt entbehrt
werden. Schließlich sind auch sogenannte Wankzerspaner bekannt, bei denen ein Kreissägeblatt
üblicher Art mittels Flanschen unter einem bestimmten Winkel zur Werkzeugachse derart
angeordnet wird, daß beim Umlauf der Säge jeder einzelne Zahn ein Stück der sich
aus der Schrägstellung ergebenden Schneidbreite zu schneiden hat, wobei diesem schräggestellten
Kreissägeblatt ein senkrecht zur Umlaufachse angeordnetes Besäumblatt zugeordnet
ist.
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Dieser bekannte Wankzerspaner, der auch als Schleuderzerspaner bezeichnet
wird, arbeitet mit taumelndem Kreissägeblatt, wodurch dieses sowie die Maschine
äußerst stark beansprucht werden. Weiterhin ist eine starke Abnutzung der einzelnen
Schneiden dadurch bedingt, daß jede Schneide mindestens den halben Vorschub während
einer Umdrehung zu leisten hat, wodurch jede Schneide ständig überbeansprucht ist.
Bei anderen Holzbearbeitungswerkzeugen, wie einem Messerkopf mit auswechselbaren
Messern für Kehlmaschinen, ist es schon bekannt, mehrere in einer Ebene hintereinanderhegende
Schneiden auf einem Segment als Träger der Schneiden anzuordnen und dieses um eine
radiale Achse verstellbar im Grundkörper des Messerkopfes anzuordnen. Merdurch sollen
diese Messerköpfe zum gleichzeitigen Nuten verwendet werden können, wobei durch
Drehen der Segmente verschiedene Nutbreiten gefräst werden können. Die an den Segmenten
befindlichen Schneiden haben den gleichen Flugkreis. Diese Werkzeuge sind aber ebensowenig
wie die bekannten rotierenden Fräser für Hobel- und Fügemaschinen, g bei denen die
achsparallel drehenden Hobehnesser in ihrer Länge durch Anordnung von auswechselbaren
Einzelschneiden mehrfach unterteilt sind, mit Besäumzerspanem nach Aufgabe und Wirkung
vergleichbar, da bei jenen nicht das Problem der Vorzerspanung vorliegt, um ein
Ausreißen an der Besäumfläche zu vermeiden.
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Ein wesentlicher Nachteil aller bekannten Besäumzerspaner besteht
ferner in der starken Geräuschentwicklung und in der starken Belastung der Maschine
durch die Art der Schneidengestaltung. Durch die bei fräserartigen Zerspanern großen
Spanflächen und Spankammern werden bei den hohen Umfangsgeschwindigkeiten starke
Luftwirbel erzeugt, die mit starkem Geräusch verbunden sind. Die langen Schneidkanten
der Fräserschneiden haben eine heftige Schlagwirkung auf Werkzeugschneide und Werkstück
zur Folge, wodurch alle Teile der Maschine stark beansprucht werden und die Gefahr
eines Ausreißens der Werkstückober- und -unterkante, vor allem an furnierten Werkstücken-
und von Aussplitterungen an Mittellagen und Vollholz bedingt ist.
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Gemäß der ndung werden diese Nachteile bei einem Besäumzerspaner mit
Besäumkreissägeblatt für Holz, Kunststoff od. dgl. mit einem Grundkörper und in
Umlaufrichtung schräg unter einem Winkel zu einer zur Umlaufachse des Zerspaners
senkrecht stehenden Ebene angeordneten Zerspanerschneiden dadurch vermieden, daß
der Flugkreisdurchmesser der in einem oder mehreren an sich bekannten Schneidseginenten
angebrachten Zerspanerschneiden mit zunehmendem axialem Abstand von dem Besäumkreissägeblatt
größer gehalten ist. Bei der Erfindung sind also die einzelnen, in Umfangsrichtung
hintereinanderliegenden Schneiden seitlich, d. h. in axialer Richtung gegeneinander
um ein Maß versetzt, das höchstens so groß wie die Schneidenbreite ist, wodurch
die Schneiden beim Umlauf des Werkzeuges ohne Schlagwirkung einzeln nacheinander
auf das Werkstück auftreffen, und wobei nach der Erfindung das Endstück des zu zerschneidenden
Werkstückes vorweg zerspant wird, bevor das eigentliche Besäumkreissägeblatt
aus
dem Werkstück austritt und so das Material ganz durchgeschnitten hat. lfierdurch
werden insbesondere Ausrisse am Werkstück vermie-den.
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Gegenüber dem Wankzerspaner mit schräggesteR-tern Kreissägeblatt besteht
weiter der Vorteil, daß die Maschinenwelle, da keine Taumelbewegung der Schneiden
auftritt, keinen Wechselbeanspruchungen auf Zug-Druck ausgesetzt ist, was sich bei
den hohen Drehzahlen bei den bekannten Zerspanem sehr ungünstig auswirkt. Die Anordnung
in Schneidsegmenten hat ferner den Vorteil, daß sich die Schneiden im Falle einer
Beschädigung leicht auswechseln lassen, wobei nur die jeweils beschädigten Schneidengruppen
ersetzt zu werden brauchen.
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Es ist denkbar, die Schneiden gegenüber dem Grundkörper ferner um
eine axiale oder radiale Achse verstellbar anzuordnen. Die Verstellung um eine radiale
Achse ermöglicht es, verschiedene Schneidbreiten entsprechend dem Werkstoff und
der gewünschten Spanforin einzustellen.
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Die radiale Verstellung um die axiale Achse kann vorteilhaft so sein,
daß sich die Schneiden mit ihren Segmenten beispielsweise zum einfacheren Schleifen
auf _ gleichen Durchmesser einstellen lassen, so daß alle Schneiden in einem
Flugkreis liegen.
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Werden gemäß der Erfindung die Schneiden jedes Segmentes derart schräg
angeordnet, daß, in Umlaufrichtung gesehen, die vordere Schneide des Besäumkreissägeblattes
am nächsten ]legt, so ergibt sich ein besonders günstiger Späneabfluß in Richtung
weg von der Besäumseite, so daß Spänestauungen vermieden werden.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind in einem
Grundkörper mehrere Schneidsegmente angebracht, die am Umfang in Abständen hintereinanderliegen,
wobei die einander entsprechenden Schneiden der einzelnen Segmente sich mindestens
teilweise überdecken. Bei dieser vorteilhaften Ausführungsform hegen somit die einzelnen
Schneidsegmente in der Umlaufrichtung schräg unter einem beliebigen Winkel zu einer
zur Umlaufachse stehenden Ebene und sind so angeordnet, daß die Schneiendurchmesser
innerhalb eines Segmentes in der Umlaufrichtung von vorn nach hinten zunehmen. Dank
der besonderen Anordnung der Schneiden wird der SäumEng von außen nach innen um
jeweils eine Schneidenzahnbreite von beispielsweise etwa 4 mm in einer Form
abgetrennt, wobei jede Werkstoffstruktur nur von kurzen Schneiden durchkreuzt wird,
so daß harte Aufschläge und starkes Klopfen vermieden werden. Maschinenspindel,
Tischführung, Werkstück und Werkzeugschneiden bleiben hierbei vollständig vibrationsfrei.
Durch die Parzellierung und Vorzerspanung wird überraschend ein unbedingt einwandfreier
Schnitt am Werkstück und eine erhöhte Standzeit der Hartmetallschneiden erreicht.
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Die Schneiden können dabei erfindungsgemäß noch so angeordnet werden,
daß der Schneiddurchmesser des in der Umlaufrichtung des Besäumkreissägeblattes
am nächsten Regenden Zahnes jedes Schneidseginentes etwas unterhalb des Flugkreises
des Besäumkreissägeblattes, die folgende Schneide vorzugsweise auf mindestens gleicher
Höhe wie letztere und die Schneiden der folgenden Zähne stufenweise im Durchmesser
zunehmend oberhalb dieses Kreises liegen. Dadurch erhält das Besäumkreissägeblatt,
das mit dem Zerspankörper verschraubt sein kann, einen gewissen Vorsprung im Schnitt,
wogegen die folgenden Segmentschneiden der Abstufung der Säge vorauseilen, so daß
eine vorteilhafte Verzerspanung stattfindet.
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Die Verbindung zwischen den Schneidseginenten und dem Grundkörper
und des letzteren mit dem Besäumkreissägeblatt kann in verschiedener Weise erfolgen.
Zur Stabilisierung und Geräuschnünderung empfiehlt es sich, den Grundkörper möglichst
bis in den Bereich der Schneiden hochzuziehen. Beispielsweise können die einzelnen
Schneidseginente schwenkbar und feststeRbar in Aussparungen im Grundkörper um eine
zur Segmentfläche rechtwinkehge Achse schwenkbar und feststellbar befestigt sein,
wobei mittels zweier durch Löcher in den Schneidsegmenten hindurchgehender Schrauben
einerseits die Arbeitslage, andererseits die Rundschleiflage bestimmt wird. Die
Schneidsegmente können aber auch an besonderen Einsätzen angebracht sein, die in
den Grundkörper eingelassen und ihrerseits nüt diesem verschraubt sind. Auch können
die Einsätze mittels eines Drehbolzens schwenkbar im Grundkörper gelagert sein,
derart, daß die Schräglage der Schneidseginente gegenüber der Bezugsebene nach Bedarf
eingestellt werden kann. Auch kann durch geeignete Anordnung eine seitliche Verstellbarkeit
der Schneidsegmente ermöglicht werden. Durch diese Schwenkbarkeit der Schneidsegmente
können diese unter einem beliebigen Achswinkel in Anpassung an den jeweiligen Werkstoff
angeordnet werden. I-Rerbei ist es vorteilhaft, wenn der Drehpunkt für das ganze
Schneidsegment annähernd unter dem ersten in Umlaufrichtung gesehenen Schneidenzahn
liegt.
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Vorzugsweise werden die Hartmetallschneiden so an den Schneidseginenten
angeordnet, daß der Schnitt am Werkstück unter einem Winkel zwischen 30 und
60' erfolgt.
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Einige Ausführungsbeispiele von Besäumzerspanern mit Besäumkreissägeblatt
nach der Erfindung sind in der Zeichnung in schematischer Form dargestellt.
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Fig. 1 ist eine schaubildliche Teildarstellung, welche den
Schneideneingriff eines Besäumkreissägeblattes mit Stufenzerspaner an einem Werkstück
zeigt, Fig. 2 eine schematische Darstellung des Werkzeugeingriffs an einem Werkstück,
Fig. 3 eine Teilansicht eines Zerspaners mit Segmentschneiden in Arbeitsstellung,
Fig. 4 eine Teildraufsicht zu Fig. 3, teilweise irn Schnitt, Fig.
5 eine Teflansicht eines Zerspaners mit in den Grundkörper eingelassenem
Einsatzstück, Fig. 6 eine, Draufsicht zu Fig. 5,
Fig. 7 eine
Teilansicht eines Schneidsegmentes, das mittels eines Drehbolzens im Grundkörper
befestigt ist, Fig. 8 eine Draufsicht zu Fig. 7.
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In Fig. 1 und 2 wird das zu besäumende Werkstück
1, beispielsweise aus Holz, durch ein Besäumkreissägeblatt 2 und Schneiden
6 bearbeite4 die zu Schneidsegmenten 3 bzw. 4 zusammengefaßt sind
und die außerhalb des Besäumkreissägeblattes schräg zu
dessen Umlaufebene
- also hintereinander und seitlich zueinander versetzt - so angeordnet
sind, daß die Schneldzähne 6 gruppenweise und nacheinander zum Angriff an
das Werkstück gelangen, derart, daß sie den Säumling längs einer schrägen treppenförmigen
Linie 5 abtrennen. Dabei sind die Schneiden 6a bis 6g, die hintereinander
und zueinander versetzt liegen, mit jeweils gleichen Schnittwinkeln angeordnet,
so daß der Winkel etwa 30 bis 601 mit einer zur
Unflaufachse
parallelen Ebene beträgt ira Ausführungsbeispiel Treppenfortn nach den Linien
5 hat.
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Die zu den Schneidsegmenten zusammengefaßten Schneiden sind gegenüber
dem Grundkörper 14 um eine radiale oder axiale Achse verstellbar (vgl. Fig.
3
und 5). Um nun weiterhin die Schnittwirkung des Besäumzerspaners
nach der Erfindung noch zu verbessern, können die Schneiden stufenförmig zueinander
angeordnet sein.
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Fig. 3 stellt schematisch die Lage der Schneiden eines Schneidsegmentes
3 in Arbeitsstellung im Vergleich zur Lage der Schneiden des Besäumkreissägeblattes
dar, dessen Flugkreis A mit strichpunktierten Linien angegeben ist. Das Schneidsegment
weist beispielsweise sieben (vgl. Fig. 2) in Richtung der Umlaufachse seitlich gegeneinander
versetzte Schneidzähne 6 a, 6 b bis 6 g
mit Hartmetallschneiden auf, deren Schneiddurchmesser in der Umlaufrichtung B von
vom nach hinten allmählich zunehmen. Die Schneide des vordersten Zahnes 6a liegt
noch innerhalb des Flugkreises A des Besäumkreissägeblattes, die Schneide
des folgenden Zahnes etwa auf gleicher Höhe wie dieser, die Schneiden der weiteren
Zähne zunehmend weiter außerhalb dieses Kreises. Das Schneidseginent 3 ist
in einer Aussparung des Grundkörpers 14 (vgl. Fig. 4) eingelassen und kann um einen
durch ein Schwenkloch 8 geführten Bolzen derart radial geschwenkt werden,
daß es mit Hilfe von Schrauben 9, die durch die Löcher 10 oder
11 eingebracht werden, entweder in der Arbeitslage, (Kreis Q
oder in
der dem Flugkreis A entsprechenden Lage festgemacht werden kann, bei welch
letzterer sämtliche Schneiden im gleichen, zur Umlaufachse konzentrischen Flugkreis
liegen. Diese letztgenannte Lage ermöglicht deshalb ein bequemes Rundschleifen aller
Schneidzähne.
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Die Schrauben 9 sind gemäß Fig. 4 zur genauen Fixierung und
Festhaltung mit Kegelsitzen 12 versehen.
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In Fig. 5 und 6 sind Teilansichten (Aufriß und Grundriß)
für die Anordnung von Schneidsegnienten gezeigt, die an Stahleinsätzen
13 sitzen, die ihrerseits in den Grundkörper 14 eingelassen und mit diesem
durch Schrauben 15 in radialer Richtung nachstellbar verbunden sind. Die
Schrauben können zu diesem Zweck mittels eines von außen in ein Vier- oder Sechskantloch
des Kopfes 16 eingeführten Schlüssels festgezogen oder gelockert werden.
Dadurch kann der Flugkreis der Schneiden nach Bedarf größer oder kleiner eingestellt
werden. Es ist zweckmäßig, den Grundkörper bis zur Höhe der Schneiden
6 hochzuziehen, um diesen eine höhere Stabilität zu geben.
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Die Einsatzstücke 13 sind außen verzahnt und sitzen zweckmäßig
ebenfalls zwischen verzahnten Innenflächen 17 der Aussparung im Grundkörper
einerseits und von Keilen 18 andererseits, die mit Hilfe von Schrauben 19
angezog ,en werden können, derart, daß die Einsätze fest mit dem Grundkörper verbunden
werden. Die Einsatzstücke können in Richtung senkrecht zur Umlaufebene gegeneinander
versetzt auf dem Grundkörper angeordnet werden, so daß die Schneidbreite nach Bedarf
größer oder kleiner gewählt werden kann.
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Die Fig. 7 und 8 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Besäumzerspaners, bei welchem die Schneidsegmente
3 an Einsätzen 20 angebracht sind, die auf Abffachungen 21 des Grundkörpers
14 aufgesetzt sind. Die Schneidsegmente 3
können in diesem Fall ebenso wie
bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 mit Hilfe von Schwenklöchern
8 und Befestigungslöchern 10 bzw. 11 in der Arbeitslage bzw.
Schleiflage festgemacht werden. Die Einsätze 20 sind mit Drehbolzen 22 axial schwenkbar
im Grundkörper 14 gelagert und können mit Hilfe von Fixierlöchern 24 und Fixierschrauben
25 in verschiedener Schräglage gegenüber der Bezugsebene eingestellt werden.
Der Drehpunkt für das ganze Schneidsegment 20 liegt dabei unter der ersten in Umlaufrichtung
gesehenen Schneide. Durch die VersteRbarkeit der Schneiden kann ebenfalls die Schneidbreite
den besonderen Erfordernissen des Einzelfalles angepaßt werden.
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Auf den einzelnen Stahleinsätzen 13 bzw. 20 können nach Bedarf
auch mehrere Schneidsegmente gegeneinander versetzt angeordnet werden.