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Rundlaufendes Werkzeug für die Holzbearbeitung
Die Erfindung
betrifft ein rundlaufendes Werkzeug für die Holzbearbeitung, das zum Besäumen von
Werkstücken unter gleichzeitigem Zerspanen der Säumlinge dient. Derartige sog. Besäum-Zerspaner
finden zum Besäumen von Naturhölzern, Spanplatten und Verbundplatten eine ausgedehnte
Verwendung. Das Zerspanen des Säumlings gestattet es, die Späne während des Besäumvorganges
kontinuierlich abzusaugen und damit zu vermeiden, daß ein ein- oder mehrstückiger
Säumling anfällt, dessen Abtransport mit Schwierigkeiten verbunden wäre.
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Ein Besäum-Zerspaner besteht in der Regel aus einem Werk_.zeuggrundkörper,
an dem einseitig ein Besäum-Kreissägeblatt angeflanscht ist, und der auf seiner
Umfangsfläche vorragende Zerspanerschneiden trägt, Um ein stufenartJ:ges Zerspanen
des Säumlings zu erzielen, sind die einzelnen Zerspanerschneiden stufenförmig über
die axiale Länge des Werkzeuggrundkörpers verteilt angeordnet. Hierbei ist es bekannt,
die Zerspanerschneiden an einem schräggestellten Fräsblatt auszubilden, das eine
Taumelbewegung ausführts wie auch schon mehrere nebeneinander angeordnete Scheibenfräser
oder Kreiasägeblätter zu diesem Zwecke verwendet wurden. Der Nachteil dieser Werkzeuge
Ist darin zu sehen, daß ihr Aufbau verhältnismäßig
kompliziert
und das Nachschleifen der Schneiden nicht einfach genug zu bewerkstelligen ist.
Tatsächlich bietet es nämlich erhebliche Schwierigkeiten, beim Nachschleifen eines
solchen Werkzeuges wieder einen einwandfreien Rundlauf der Schneiden und eine genau
richtige" maßgerechte Zuordnung zueinander zu erzielen, Hinzu kommt noch, daß bei
Beschädigung einer Zerspanerschneide eine einfache Reparatur des Werkzeuges nicht
möglich ist.
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Um einzelne Teile des Zerspanerwerkzeuges auswechselbar zu machen
und damit die Möglichkeit zu schaffen, einzelne Zerspanerschneiden beispielsweise
im Falle von Beschädigungen austauschen zu können, wurden auch schon Besäum-Zerspaner
gebaut, in deren Werkzeuggrundkörper einzelne mit Schneiden versehene Frässegmente
eingesetzt sind. Daneben ist es auch bekannt, einzelne Zerspanerzähne in den Werkzeuggrundkörper
einzusetzen. Der Werkzeuggrundkörper ist hierbei in einer Ausführungsform mit einer
Anzahl radialer Bohrungen versehen, in die die Einzelzähne jeweils eingesetzt sind,
während in einer anderen Ausführungsform am Werkzeuggrundkörper radiale Schlitze
vorgesehen sind, welche die Zerspanerzähne einzeln aufnehmen, die mittels quer verlaufender,
durchgehender Schraubenbolzen am Werkzeuggrundkörper befestigt sind.
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Allen bekannten Ausführungen ist gemeinsam, daß die Zerspanerschneiden
nach einer gewissen Zeit nachgesehräft werden müssen, wobei naturgemäß der-Schneiddurchmenser
der
Schneiden eine Verkleinerung erfährt. Da beispielsweise die
Standzeit der Zerspanerschneiden etwa doppelt so groß ist wie jene der Schneiden
des Besäum-Kreissägeblattes, andererseits aber der Schnittkreis des abgeschliffenen
Besäum-Kreiss#I.igeblättes stets uni ein geringes Maß größer als der der benachbarten
Zerspanerschneiden sein soll, um ein Einreißen des Materials an der Gutseite des
Werkstückes zu verhindern, ist die Justierung der Schneiden beim Nachschärfen verhältnismäßig
kritisch und aufwändig.
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"iel ( -ier Erfindung ist es, einen Besäum-Zierspaner zu schaffen,
der es gestattet, auf das lästige Nachschleifen und Justieren der iierspanerschneiden
zu verzichten. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erzielt, daß die Zerspanerschneiden
durch Wendeschneidelemente gebildet sind, die in im Werkzeuggrundkörper angeordneten,
im wesentlichen axial verlaufenden Profilnuten kraft- und formschlüssig gehaltert
sind.
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Wendeschneidelemente, vorzugsweise in Gestalt von 1.lendeplatten,
sind an sich bei Fräswerkzeugen für die Iletallbearbeitung bekannt. Diese Werkzeuge
zeigen jedoch einen grundsätzlich anderen Aufbau und arbeiten insbesondere mit wesentlieh
geringeren Umfangsgeschwindigkeiten. Demgemäß ist auch die Fliehkraftbeanspruchung
der Schneidälemente dort wesentlich geringer, so daß regelmäßig lediglich eine kraftschlüssige
Verankerung der Schneidelemente im Werkzeuggrundkörper vorgesehen wird. Gegen den
Einsatz derartiger Schneidelemente bei schnellaufenden Holzbearbeitungsaktionen
bestanden erhebliche Bedenken bezüglich der erforderlichen Betriebssicherheit, die
zuüberkommen mit ein Verdienst der Erfindung ist.
Bei dem neuen
Werkzeug werden die Schneidelemente nach der Abnützung ihrer Schneiden einfach gewendet,
so daß die nächste Schneide zum Eingriff kommt. Ein Nachschleifen oder besonderes
Einjustieren erübrigt sich, da die Schneidelemente genau maßhaltig sind und nach
dem Verschleiß aller ihrer Schneidkanten einfach weggeworfen und durch neue ersetzt
werden. Zufolge des Umstandes, daß alle Einzelteile bei dein neuen Werkzeug kraft-
und formschlüssig -,ehaltert sind, entspricht das Werkzeug ohne weiteres den 'D'icherheitsbestimmungen
der einsclil,;--z#gigen Berufsgenossenschaft, wobei noch hinzu kommt, daß sich ein
sehr einfacher Aufbau des 7.,ferkzeuggrundkörpers ergibt, der eine preisgünstige
Herstellung bei robustem Betriebsverhalten ermöglicht.
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In einer besonders vorteilhaften Ausführuni;#-sform sind die Wendeschneidelemente
als Wendeschneidprismen ausgeführt.' die in ortsfesten, profilgestalteten Nuten
formschlüssig gehaltert sind, in die sie durch lösbare Spannelemente eingepreßt
sind. Bei einem Dreikant-Querschnitt der Wendeschneidprismen stellen somit drei
Schneiden zur Verfügung, die aufeinanderfolgend abgearbeitet werden können.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der
Erfindung dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 ein Werkzeug gemäß der Erfindung
im axialen Schnitt, in einer Seitendarstellung und im Ausschnitt, Fig. 2 das Werkzeug
nach Fig. 1 in einer Draufsicht, Fig. 3 das Werkzeug nach Fig,
1 im Querschnitt durch eine
Profilnut, in einer Seitenansicht,
im Ausschnitt, Fig. 11 das Werkzeug nach Fig. 1., jeweils in. axialen Schnitt
und 5
durch aufeinanderfolgende Profilnuten.in einer Teildarstellung und einem
anderen 'Maßstab und Fig. 6 das Werkzeug nach Fig. 3" geschnitten längs der
Linie IV/IV der Fig. 3 in einer Draufsicht und im Ausschnitt.
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Das Werkzeug besteht aus einem Werkzeuggrundkörper 1, der im
wesentlichen zylindrisch ausgebildet und mittels einer Nabe 2 mit einem Antriebsdorn
verbunden werden kann. An dem Werkzeuggrundkörper 1 ist einseitig ein bei
3 angedeutetes Besäum-Kreissägeblatt angeflanscht., dessen aufgelötete Hartmetallschneiden
bei 4 veranschaulicht sind. Im Bereiche des Umfanges ist der Werkzeuggrundkörper
1 mit einer Anzahl axial verlaufender Profilnuten 5 versehen, deren
Gestalt am besten aus Fig. 3 zu ersehen ist. Der Grund der Nuten
5 ist gegenüber der Drehachse des Werkzeuges geneigt angeordnet, wie es bei
6 angedeutet ist.
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In die Nuten 5 sind jeweils Einlegestücke 7 eingefügt,
deren Gestalt der Profilgestalt der Nut entspricht. Die Verankerung der Einlegestücke
7 in den Nuten geschieht jeweils durch sog. Summenschrauben 8, die
von außen betätigbar sind und ein Rechts- sowie ein Linksgewinde tragen. Anstelle
von Summenschrauben könnten auch normale Schraubenbolzen verwendet werden, doch
bringen die Summenschrauben bestimmte Vorteile mit sich, auf die noch eingegangen
werden wird.
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Die Einlegestücke 7 sind mit dreiecksförmigen Nuten
9 versehen,
in die jeweils Wendeschneidprismen
102 die einen Dreikantquerschnitt aufweisen, eingelegt sind. Die #-.endeschneidprismen
10 weisen scharfe Längskanten auf, welche die Hauptschneiden des Zerspanerteiles
bilden. An den #Stirnseiten sind sie rechtwinklig abgeschnitten. Sie bestehen aus
flartmetallschneidstoff una können nach der Abnützunr" einer Schneide jeweils um
60 0 verdreht eingesetzt werden, womit die nächste Schneide zur '.,lirkung
kommt. Sind alle drei Schneiden abgenutzt, so werden die Prismen einfach wegreworfen
und durch neue ersetzt. Zufolge der maßgerechten Zuordnung der Nuten 9 zu
den Einlegestücken 7 und zu dem Werkzeuggrundkörper 1 ist eine eigene
Justierung der Schneiden beim Einsetzen oder Wenden der Wendeschneidprismen
10 nicht erforderlich. Die Wendeschneidprismen 10 werden in den Auten
9 von Spannkeilen 11 gehalten, die sich einseitig gegen eine Wandung
der jeweils zugeordneten Profilnut 5 abstützen und auf ihrer gegenüberliegenden
Seite auf dem jeweils zugeordneten Wendeschneidprisma aufliegen, das sie in die
entsprechende Nut 9 einpressen. Dementsprechend sind die Wendeschneidprismen
9 sowohl formschlüssig - nämlich durch die Nuten 9 -
wie
auch kraftschlüssig gehaltert. Ein Wegfliegen unter der iiirkung der Fliehkraft
ist auch bei höchster Beanspruchung in jedem Falle ausgeschlossen, so daß den Sicherheitsanforderungen
in vollem Maße Genüge geleistet ist.
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Zur Spannung der Spannkeile 11 dienen Drucks991rauben, von
denen eine bei 12 angedeutet ist, und die sich auf einem Ansatz 13 der Einlegestücke
7 abstützen und in die Spannkeile 11 eingesehraubt sind. Da die Einlegestücke
7 jeweils
mittels Slummenschrauben 8 mit dein 1-.,erkzeu##grundl,lörper
1 verbunden sind, würde bei einer etwai.ren Lockeruni- der Schrauben das
jeweils zu#-eordnete Linlegestück 7 vom Grunde der entsprechenden Profilnut
5 abgehoben. Da jedoch die Druckschraube. 12 auf den Ansatz 13 des
Einlegestückes drückt und sonit das EinleUestück 7 nach unten prent, ist
ein Abheben des EinleFesV*ekes vom Nutenp:rund unmö#-licli., was mit anderen Worten
bedeutet, da.1-3 die Summenschraube Pi -ei7-en unbeabsichti-tes Lockern einwandfrei
verriegelt ist.
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Diese Art der 13)pannung von ",-:eiiciesclineiüelenenteli., bei der
in der beschriebenen i#i'eise eine selbstt.;.-#ti:-e Sicherun- der Verankerungsschraube
-egeben ist, lie3e sich natur-leräß - aufier für besäuni-Zerspaner auch far
andere 't-"erkzeu,--,-e einsetzen" bei denen ähnliche Schneidelemente gehaltert
werden rii-Cssen. Die Erfindung ist den,.gemäß insoweit nicht auf einen Lesäumr7
Zerspaner besehrärilzt.
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Um eine axiale Verschiebung der Wendeschneidprismen 10 zu verhindern
und deren Einsetzen damit zu erleichtern, können Anschläge vorgesehen werden, von
denen einer bei 14 angedeuteet ist (Fig. 6). Der Anschlag 14 wird von dem
Kopf eines Schraubenbolzens gebildet, der seitlich in das zugeordnete Einlegestück
7 eingedreht ist. Wird die Vorschubrichtung des Spannkeiles 11, d.
h. die Richtung der von der Spannschraube 12 ausgeübten left so gewählt, daß diese
Kraft eine Komponente in der Richtung auf den Anschlag 14 zu hat, so wird beim Anziehen
der Schraube 12, d, h. beim Festspannen des Spannkeiles 11, das zugeordnete
Wendeschneidprisma 10 selbsttätig
fest regen üen Anschlag
gedrückt, so da3 eine einwandfreie mal,-gerechte Linspannunf- ües Prismas ge-eben
ist.
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e:# W
Die Nei-unC- des Nuten#'rundes 6 der Profilnuten
5 (Fii-. 4) gegenüber der Drehachse ist derart !re#,#zählt, daf# die Auflarefläche
der --,-'inle---estücke 7 parallel zur Hauptschneide der eingesetzten
10 verläuft (Fiv-. 4). Dadurch ",iird erreicht ., da," eine Lageverschiebung
des stückes 1.,iohl die Planstellung, des zugeordneten Schneidprismas, bezogen auf
eine bestimmte '"-ierkzeuFebene aber, nicht den Schneiadurchmesser cler Schneide
verändert. De.r.-"-,-,emäf, ist die Einstellung des '.lerkzeuges oder besser der
Prismen unü aer Einlegestücke sehr einfach.
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Grundsä#tzlich v.'-'-wLre es auch denkbar. die Nuten 9 nicht
in Einlegestücken, sondern direkt im -V,Ierkzeup-grundkörper 1 auszubilaen,
wie es auch nö5--lich ist., die Grundfl,;;.che der Linlegestücke 7 schräg
(Fig. oder gerade (Fig. 6) auszubilden. Der Spannkeil 11 trä#---t
Jeweils einen Zapfen 15, der in einen zugeordneten Schlitz 16 des
Einlegestückes eingreift und damit eine Sicherung des Spannkeiles in Axialrichtunc-,
bewirkt. Die Schneidprismen 10 sind im übrigen - wie aus der Zeichnung
zu ersehen - zur Erzielung des notwendigen Freiwinkels der Nebenschneiden
mit ihrer Hauptschneide jeweils unter einem von 0 0 abweichenden ilieiEunrswinkel
angeordnet. In eine Profilnut 5 sind hierbei, wie insbesondere der Fig. 2
zu entnehmen, jeweils zwei Wendeschneidprismen 10 eingesetzt, die sich in
ihren Schnittkreisen nicht überdecken. Dadurch ist es möglichi
mit
weniger Profilnuten das Auslangen zu finden. Selbstverständlich wäre es cienkbar,
über die gesamte Schnittbreite des Zerspanerteiles abweichenc, von aem '-:ezeichneten
Ausf#.',hrun.,sbeisiDiel mehr als vier ;-lendeschneidprismen vorzusehen oder eine
Jerinr-,ere Anzahl zu verwenden. Die iberdeelzun,- der .--Iauptschneiaen der die
zusaimren eine komplette', über -iie ..-*esar"te Arbeitsbreite verlaufende 13chneide
bilden, kann derart --ew"hlt dar" die im t--ereiche des 3,es-,ium-.'#,reissäc:-ebl&ttes
3 aufeint-,naerfoluend zur i'i'irkunr, kommenden 'Hendeschneidelemente
10 1 und 10 2 sich jeweils zur Hälfte überdecken" derart" daß
jeweils nur die halbe Länge der Hauptschneide eines solchen Elementes mit dem Werkstück
in --,:'incriff kommt. Bei einem `dendeschneid-CD prisma mit dreieckigen Querschnitt
errreben sich somit sechs Standzeiten. Durch diese Anordnung wird erreicht, daß
die in der Nähe der Gutseite am Werkstück auftretenden Schnittkräfte beim Eindringren
der Schneiden kleiner sind als die Kräfte, die anstelle grö.,lierer Entfernung von
der Gutseite auftreten. Die Schneiddurcbmesser der einzelnen Prismen können zweckmäßigerweise
ebenfalls abgestuft sein, Hierbei ist der Schneiddurchmesser der Prismenreihe
10 1 » $ d. h. der an das Besäum-Kreissägeblatt 3 anschließenden Reihe
kleiner als der Schneiddurchmesser des Besäum-Kreissägeblattes 3 in, Zustand
des Endabschliffes. Um. der Gefahr einer evtl, zu befürchtenden Aussplitterung
auf der Gutseite des Werkstückes zu begegnen, sind die Schneiddurchmesser der Hauptschneiden
der einzelnen Schneidprismen ungleichmäßig abgestuft, derart, daß die Stufenhöhe,
ausgehend von dem an das Besäum-Kreissägeblatt 3 anstoßenden Bereich
10 1 2 10 2 , mit zunehmender axialer Entfernung vom Besäum-Kreissägeblatt
nichtlinear zunimmt, wie es bei 17 angedeutet Ist.
Die Grundfläche
6 der Profilnuten 51 kann, wie aus einem Vergleich der Fig. 4 und
folvt, einen unterschiedlichen Abstand von der Drehachse des Werkzeuf-es haben,
wie es bei 18in Fir7. 5 angedeutet ist. Dadurch können gleich#-,estaltete
Einlegestücke 7 für die '.-:endeschneideler.iente 10 1 und 10 in aufeinanderfolgenden
Profilnuten verwendet werden, In aenen, wie aus Fig. 1 zu ersehen, die Eiauptschneiden
aer -.,;endesct#ne.-*dprismen einen unterschiedlichen Abstand von üer achse aufweisen.
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#..iährend beispielsweise in Fig. 4 und 5 der Ansatz 1',> der
Einlegestücke 7 jeweils gleichmäßige Stärke aufweist, ist es auch mözlich,
die Oberfläche des Ansatzes parallel zur Drehachse des Werkzeuges verlauf2n zu lassen,
wie es bei 15 gestrichelt ancedeutet ist. Da sich auf der Oberfläche eines
Ansatzes 7 jeweils die Spannschraube 12 abstützt, ergibt sich Im letzteren
ralle eine Verschieberichtung des Spannkeiles 11
senkrecht zur Drehachse.
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In Fig. 2 sind zwei aufeinanderfolgende Profilnuten 5 dargestellt,
der-en 'dendeschneidprismen 10 1 9 10 3 und 10 2
$ 10 4 eine über die #-#:esam.te Arbeitsbreite verlaufende Schneide bilden.
Diese kann sich über den Umfang de# "#ierkzeu#,e.,# mehri-,ach wiederholen.
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Ci# Die Wendeschneidelemente könnten auch in anderer als drE,.", kantprismatischer
Gestalt ausgebildet werden. Insbesondere wäre es denkbar, nichtparallele Stirnflächen
vorzusehen oder eine Querschnittsgestalt nach Art eines Vierecks zu wählen.
Das
Uendeschneidprisma 10 4 (Fic.-. 1) ist gei-enüber Gen ansclilie3enaen
Frisnen 10 1 bis 103 in entZe7en--eset--ter Fichtunrbez-'.'c,lich
der 'deril:zeu-drehachse f:enei:--t. Der Grund hierfür liegt darin, da!-# damit
die an der ".'erkzeug:stirnfläche liegen-Iliebenschneide freigestellt wird, sc daM
bei ")C:Z-u.-ilinz-en deren #Breite die Arbeitsbreite des '.-,'erk--euges übersteigt.
ein zweites '.-7erl.zeu£-7 - natur.-emäf.- ohne L-esäum-i.reissäz,-eblatt
3 - seitlich angeschlossen werden klann. Irtz übrigen wäre es auch denkbar»
die Freistellung der Nebenschneiden durch einen Achserinkel der Profilnuten
5, wie er bei 20 ange-deutet ist, zu erzielen, wie auch die Kombination
von Achs- unü ',pitzenwinkel möglich ist.