DE1528304A1

DE1528304A1 - Zerspanungsmaschine

Info

Publication number: DE1528304A1
Application number: DE19661528304
Authority: DE
Inventors: Wexell Harry Wilhelm
Original assignee: Brundell and Jonsson AB
Current assignee: Brundell and Jonsson AB
Priority date: 1965-01-14
Filing date: 1966-01-05
Publication date: 1970-10-08
Also published as: US3347291A

Description

Brundell och Jonsson AB, Gävle (Schweden), S.Skeppsbron 4

Zerspanungsrnaschine

(Priorität: UGA-Anmeldung 425 493 vom 14. Januar I965)

Die Erfindung betrifft eine Zerspanungsmaschine. Bei dieser Maschine nandelt es sich um eine Ausführung mit einem Läufer, an dessen Flächen gegen die eingebrachten Holzbalken oder dgl. gerichtete, auf Abwälzlinien liegende Schneidwerkzeuge befestigt sind, welche so angeordnet sind, dafo aufeinanderfolgende Schneiden in der Drehrichtung des Läufers um dessen Mitte schraubenförmig verlaufen.

Seit kurzem schenkt man der bereits vor langer Zeit gemachten Beobachtung, daß furnierartige Späne einen Zellstoff von höherer Güte ergeben, erhöhte Aufmerksamkeit. Aus diesem Grunde wurden hobelähnliche Schneidwerkzeuge konstruiert, welche zwei benachbarte, einen stumpfen V/inkel irn Querschnitt des Werkzeugs bildende Schneidkanten besitzen. Das Werkzeug wurde quer zur Längsrichtung des Holzes derart gerichtet, dai3 eine Schneide (nachfolgend "Hobelschneide¹¹ genannt) einen Schnitt parallel zum Faserverlauf des Holzes herstellte, während die andere, in einem Winkel zum Baaerverlauf gestellte Schneide (nachfolgend "Trennschneide" genannt) die vom Holz abgehobelten FurnierstUcke abtrennte. ^

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Beim Bau von Läufern der obengenannten Ausführung wurde vorgeschlagen, die erwähnten Werkzeuge in Reihen entlang den Abwälzlinien der Läufer-Oberfläche so zu befestigen, da3 sämtliche Hobelkanten jeder Reihe parallel zueinander stehen und auch alle Trennkanten jeweils parallel zueinander verlaufen. Im Falle von zylindriscnen Läufern, bei denen das Holz durch eine Führung in einem spitzen Winkel in das Innere des Läufers gebracht wird, müssen die Hobelkanten selbstverständlich einen entsprechenden Zustellwinkel aufweisen. Andererseits erfolgt bei kegelförmigen Läufern die Einbringung des Holzes axial oder parallel sur Läuferachse und die Hobelkanten sind dann axial gerichtet und nähern sich, von der Einbringungsseite des Läufers aus gesehen, stufenweise der Mittellinie des Läufers. Bei beiden Ausführungsformen wird das Holz in trapezförmige Späne geschnitten, deren Dicke durch Einstellung der Schnittiefe der Werkzeuge verändert werden kann.

In jedem Läufer sind zahlreiche solcher Schneidwerkzeuge befestigt. Die Zahl dieser Werkzeuge kann z.B. bis zu 200 betragen. Da die Standzelt dieser Werkzeuge kurz ist und ein Auswechseln häufig bereits nach wenigen Betriebsstunden erforderlich wird, sind die Kosten dieser Werkzeuge und deren Montage beträchtlich. Weiterhin muß die Maschine eine Leistung haben, die zum Ausgleich der langen Stillegurigszeiten eine entsprechende Produktionsleistung bietet, was die Kosten zusätzlich erhöht.

Gegenstand der V:findung ist die Verringerung dieser Nachteile durch verhältnismäßig einfache und billige Schneidwerk-

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zeuge, die mit geringerem Zeitaufwand eingebaut und abgenommen werden können. Die erfindungsgemäße Maschine ist dadurch gekennzeichnet, daß jedes Werkzeug aus einem Messer mit einer längsverlaufenden Reihe von Schneiden ausgestattet ist, die eine im wesentlichen ununterbrochene Zickzacklinie im Längsschnitt des Werkzeugs bildet, wobei die beiden an den Kanten gebildeten Seitenteile' des Messers entsprechend gewellt oder abgesetzt sind.

Die neuartigen Messer können aus Bandstahl hergestellt werden, das auf dem Markt zu einem mäßigen Preis erhältlich ist. Das Schärfen der Kanten kann mit rationellen Bearbeitungsverfahren, erfolgen, so daß das fertige "iviehrfachmesser" bedeutend billiger als eine entsprechende Anzahl einzelner Schneidwerkzeuge zu stehen kommt. Der größte Vorteil besteht jedoch in der einfacheren und schnelleren Befestigung, da es möglich ist, nur ein oder möglicherweise zwei Messer an jeder Abwälzlinie des Läufers anzubringen. Insbesondere ist bisher die Einstellung der Werkzeuge auf eine gleichmäßige Sehnittiefe zeitraubend; auch diese Arbeit vermindert sich im Verhältnis zu der verkleinerten Anzahl der Einzelwerkzeuge. Nach einer vorteilhaften, im folgenden beschriebenen Ausführungsform können die Messer mit Hilfe von Spannbacken eingespannt werden, die wahlweise auch drehbar am Läufer angebracht sein können, was den Einbau noch mehr erleichtert.

Die Erfindung sei an Hand der Zeichnungen noch näher beschrieben, die einige Ausführungsfjrmen darstellen. Im ein-

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zelnen zeigen

Fig. 1 die Perspektive eines kegeligen Zerspanungsläufers, dessen Messer gemäß der Erfindung befestigt sind-,

Fig. 2 ebenfalls in Perspektive, einen Teil des gleichen Läufers in größerem Maßstab,

Fig. 3 bis 3. in bedeutend größerem Maßstab jeweils eine Draufsicht, eine Vorderansicht und eine Bodenansicht eines Schneidmessers,

Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie 6-6 in Fig. 3,

Fig. 7 und 6 Vorderansichten weiterer Ausführungsformen von Schneidmessers, d.h. Ansichten ähnlich Fig. 4,

Fig. 9 einen Querschnitt entlang der Linie 9-9 in Fig. 8,

Fig. 10 einen Querschnitt durch einen mit erfindungsgemäßen Werkseugen geschnittenen Span,

Fig. 11 einen Teil-Axialschnitt eines anderen kegeligen
Zerspanungsläufers, eines sogenannten Reduzierläufers und

Fig. 12 einen Teilschnitt entlang der Linie 12-12 von Fig.

Der in Fig. 1 und 2 dargestellte Läufer ist als Kegelstumpf ausgebildet, dessen breiteres Ende zur Aufnahme der Balken oder Stämme offen und dessen schmaleres Ende durch eine
Wand Ij5 geschlossen ist. Der Läufer ist mittels einer Welle 14 gelagert, die sich axial von der Abschlußwand Ij5 erstreckt und in einem (nicht abgebildeten) Lager gelagert ist. Die

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Welle ist mit nicht dargestellten Antriebsmitteln verbunden. Der Mantel des Läufers besteht aus einer Anzahl längsverlaufender, gleichartig konstruierter Segmente 1^>, die an der Abschlußwand IJt so befestigt sind, daß zwischen denselben längliche, schlitzförmige öffnungen 16 entstehen. Die äußeren Ende der Segmente I5 sind an einem Abschlußring I7 verschraubt. Jedes Segment I5 besitzt eine Längsfläche ILj, die eine danebenliegende öffnung 16 begrenzt, zu einer durch diese öffnungen gelegten Axialebene geneigt und zur Aufnahme eines nachstehend beschriebenen Schneidmessers ausgebildet ist. Arn äußeren Ende der Fläche Id ist das Segment I^ mit in Abständen voneinander angeordneten Nasen I9 mit in einer Flucht liegenden Löchern ausgestattet, durch welche ein Stab 20 geführt ist, um den Scharnierstift eines länglichen, backenähnlichen Spannteils 21 zu bilden, das in Richtung auf die Fläche 18 zu bzw. von dieser fort geschwenkt werden kann. Eine mit der Außenseite des Segments I5 verschraubte Deckplatte 22 weist eine über die Fläche l8 und das Spannteil vorstehende Kante auf. Die durch diese Deckplatte 22 führenden Schrauben 2j5 werden beim Festziehen in die Spannbacke gedreht und drücken diese gegen ein auf der schrägen Fläche 18 liegendes Sohneidmesser. Der Raum zwischen dem Spannteil und dem äußeren Kantenteil 24 der Deckplatte 22 kann durch eine am äußeren Ende des Spannteils befestigte und teilweise diesen Kantenteil 24 überlappende Leiste 2^ verschlossen werden.

Erfindungsgemäß besitzt das in Flg. j> bis t> dargestellte

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Messer 26 eine Längsreihe von Schneiden entlang einer Linie 27, die in der Längsrichtung des Messers zickzackförraig (in Fig. 4 von vorn gesehen) verläuft. Bei dieser Ausführungsform verläuft jedoch die Schneidenlinie 27 ebenfalls zickzackförmig in der Hauftebene des Messers, wie aus Fig. 3 und 5 hervorgeht. Gemäß den oben angeführten Bezeichnungen und in Fig. 3 bis 5 von links nach rechts gesehen, besteht die Schneidenlinie 27 aus einer Hobelkante 2ö, einer Trennkante 29 und weiterhin aus einem leicht nach innen gewölbten, kurzen Teil 30, der nicht wirksam ist und nur den übergang zu einer benachbarten Hobelkante bildet. Die genannte Anordnung wiederholt sich mehrfach über die Länge des hessers, wobei sämtliche Hobelkanten 2b und sämtliche Trennkanten 29 jeweils parallel zueinander liegen. Die Winkel zwischen den Kanten 28 und 29 sind stumpf, sowohl in den Ebenen des Messers (Fig. 3 und 5) als auch in einem Längsschnitt (Fig. 4).

Die obere Seite des an der Kantenlinie 27 endenden Mehrfachrnessers ist gewellt, wie aus dem Schnitt von Fig. 4 hervorgeht, d.h. die Scheitel und Täler der Wellen stehen senkrecht zum Längsverlauf des Messers. Die Wellentäler sind demgemäß durch die Linien 3I dargestellt, die von den zwischen den Kanten 2ö und 29 gebildeten Winkelscheiteln j>2 verlaufen, während die Wellenscheitel 33 von den nach innen gewölbten Teilen 30 aus verlaufen. Die Unterseite des in Fig. 5 abgebildeten Messers ist eben und dazu bestimmt, auf der schrägen Fläche IB des Läufersegments I5 aufzuliegen, dessen Sehrägsteilung den Sehaeidwinkel des Messers bestimmt. Pie Sohneid-

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kanten 28 und 29 sind aus derebenen Seite heraus geschliffen, so daß eine wellenförmige Räumfläche J4 entsteht. Wie aus dem Querschnitt von Fig. 6 ersichtlich, bildet die Fläche j54 durcnwegs einen spitzen Schneidenwinkel zur Oberseite des Messersj dieser Winkel ist jedoch an den WinkelscheiteIn 52 etwas größer als an den abgerundeten Teilen j50.

Im Läufer eingebaut liegt die beschriebene Messerklinge 26 mit ihrer ebenen Seite an der schrägen Fläche 18 des Segments 13 auf, während die gewellte obere Fläche des Messers teilweise durch eine Platte y~j (Fig. 2) mit entsprechenden Wellungen an ihrer unteren Fläche abgedeckt wird. Die obere Fläche dieser Platte 35 ist eben; das Messer 26 wird durch Festziehen der Schrauben 23 so befestigt, daß das Spannteil 21 gegen die Platte 35 gedrückt wird.

Die Mehrfachmesser sind so in den Läufersegmenten befestigt, daß einander entsprechende Punkte (z.B. die Winkelscheitel 52) der aufeinanderfolgenden Schneiden, im Drehsinn gesehen (Pfeil in Fig. 2) fortschreitend axial nach innen von dem äußeren Ende des Läufers versetzt sind, so daß sie entlang einer Anzahl von vom äußeren zum inneren Ende des Rotors verlaufenden Schraubenlinien liegen. Diese axiale Versetzung darf jedoch höchstens die Länge einer Hobelkante 28 betragen. Entsprechend den durch die aufeinanderfolgenden Schneiden gebildeten Schraubenlinien sind die Innenseiten der Läufersegmente 15 mit schraubenförmig verlaufenden Rillen oder Hüten 36 ausgestattet, deren Böden mit den untersten Teilen ;.O der Messer ausrichtet, sind. ^

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Nach Fig. 1 und 3 wird ein Balken y\ durch hier nicht abgebildete Zuführungsmittel parallel zur Mittellinie dec Läufers eingebracht, jedoch exzentrisch derart, daß der Umfang des Balkens der Einwirkung der bereits am äußeren Ende des Läufers befindlichen Messer aus gesetzt wird. Wenn nun der Balken weitergefördert und damit die Zerspanung fortgesetzt wird, erhält er eine in Längsstufen abgesetzte, abgeschrägte Oberfläche. Länge und Kegelwinkel des Läufers sind entsprechend dera Balkendurchmesser so zu wählen, daß die abgeschrägte Balkenfläche am inneren Ende des Läufers über den gesamten Balken diametral so verläuft, daß der Balken vollständig zerspant wird. Die Spane werden durch die Fliehkraft durch die vor den Messern liegenden Läuferöffnungen ausgeworfen. Zur vollständigen Erläuterung zeigt Fig. 10 einen Span mit jeweils planparallelen Seiten. Der Span ist im Längsschnitt durch einen Balken gesehen. Die beiden waagrechten und parallelen Seitenflächen yo, 38^! wurden in aufeinanderfolgenden Vorgängen von den Hobelkanten 28 geschnitten, während die schrägen Flächen 39 * 39' in verschiedenen Arbeitsgängen durch die Trennkanten 29 hergestellt wurden. Die untere Fläche J58 und eine der Flächen 39, 39' wurden gleichzeitig beim Abnehmen des Spans von der darunterliegenden Ealkenflache erzeugt.

Fig. 7 zeigt ein anders konstruiertes Messer. Das Messer weist eine gleichmäßige Stärke auf und ist, wie die obere Messerfläche in Fig. 3, durchwegs gewellt. Anderweitig besitzen die Hobelschneiden 28' und die Trennschneiden 29' die gleiche Forin wie die entsprechenden Teile in Fig. 3 bis [i,

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und auch die gewellte Räunif lache 34' weist im wesentlichen die gleiche Form auf. Bei der Befestigung muß jedoch das Kesser 40 zwischen zwei entsprechend gewellte Platten :.dt ebenen Außenflächen, ähnlich der Platte 35 in Pig. 2, gelegt werden.

Fig. b und 9 zeigen ein aus Bandstahl von 1-2 mm Stärke gefertigtes Messer 41. Das Stahlband 41 wurde in gerader Form an einer Seite zu einer Schneide zugeschliffen (bei 42 in Fig. 9)* so daß die gegenüberliegende, ebene Fläche 43 in der Kante 44 mündet. Dann wurde das Band in eine symmetrische Zickzackform gebogen, um zwischen den benachbarten, geraden Teilen Winkel von etwa 120 Grad zu erhalten. Die in der zickzackförrnigen Schneidenlinie endenden Flächen 42, 42 sind daher wie in den obenbeschriebenen Ausbildungsformen wellenförmig. Die Hobelschneiden 2o" und die Trennschneiden 29" sind als gleich lang dargestellt; es ist jedoch auch möglich, das Band 41 anders, wie z.B. in Fig. 7 zu biegen, obwohl im allgemeinen die Biegungswinkel kleiner als im Falle des stärkeren Bandeα 40 sein massen. Das Messer 41 ist zwischen Profilplatten arn Läufer auf die gleiche Aft wie in der AusfUhrungsform von Fig. 7 befestigt. Infolge des niedrigen Preises eignen sich die Bandstahlmesser 41 für einmaligen Gebrauch, wodurch man die Kosten des Nachschärfens einspart. Da in einem solchen Falle stets neue Messerbänder eingebaut werden, können diese eine ganz bestimmte Breite haben, so daü die gewünschte Schnittiefe selbsttätig eingestellt und der Einbau noch mehr vereinfacht wird.

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Der in Pig. 11 dargestellte Teilschnitt des Läufers ist an der Mittellinie des Läufers abgebrochen; der nicht dargestellte Teil ist deshalb ein Spiegelbild. Der Läufer besitzt die Form eines Kegelstumpfs und ist an beiden Enden offen. Ein Balken wird zur koaxialen Einführung durch das größere Ende des Läufers ausgerichtet, und sein Durchmesser wird durch Zerspanen so vermindert, daß aus dem engeren Ende des Läufers ein zylindrischer Kern austritt. Mittels eines Kugellagers 46 ist ein Läuferring 45 drehbar in einem ringförmigen, von einem nicht dargestellten Kahmen getragenen Ständer

47 gelagert. Läufersegmente 4b, ähnlich den Segmenten I5 in Fig. 1 und 2, sind an einem Ende am Lauferring 43 so verschraubt, daß dazwischen Längsöffnungen freibleiben, und die gegenüberliegenden Enden der Segmente 48 sind mittels Schrauben an einem äußeren Lauf erring 49 befestigt, rline zum Antrieb durch einen Motor geeignete Riemenscheibe 50 ist mittels Schrauben an dem gelagerten Läuferring 45 befestigt. Ähnlich dem Läufer in Fig. 1 und 2 besitzt jedes Laufersegment

48 eine schräge Längsfläche 5I (Fig. 12), die &ur Aufnahme eines durch Spannmittel befestigten Messers geeignet ist. Im vorliegenden Falle befindet sich eine Anzahl Spannteile in Form von Blöcken 52, deren jeder dazu bestimmt ist, in ein Wellental eines Messers einzugreifen, so daß keine obere Zwlschenplattcj benötigt wird. Jeder Block f>2 besitzt einen abgerundeten Mockentell 53, der In eine enti-prechende rillenförmige Aussparung Im Segment 46' eingreift. Kine von der Außenseite -der. Segments 4ti durch eine giattr Bohrung ^s\^sj eingeführte Schraube 54 ist mit ihrem Gewinde in den iUocic [j2

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eingeschraubt; beim Festziehen der Schraube wird der Block 52 um den Nocken 53 geschwenkt, wodurch das Messer festgespannt wird. Wie in Fig. 12 gezeigt, können Schrauben in das hintere Ende eines Messers 26, das nach Fig. 3 bis 5 konstruiert ist, geschraubt werden, und die vorstehenden Köpfe dieser Schrauben können dann mit einer senkrecht zur Fläche 51 stehenden Segmentfläche 57 iⁿ Berührung gebracht werden. Die Stellschrauben 56 ermöglichen eine Verstellung der Schnittiefe des Messers, falls eine solche Verstellung nach dem Schärfen der Kanten erforderlich ist. Die Spannblöcke und die Stellschrauben 56 können ebensogut an dem Läufer nach Fig. 1 und 2 oder an Läufern abweichender Konstruktion verwendet werdenj selbstverständlich sind auch die vorher beschriebenen Spannteile 21 an verschiedenartigen Läufern verwendbar.

Fig. 11 zeigt vor allem, daß die Schneiden 28, 29 des Messers 26 sich schrittweise der Mittellinie vom äußeren Ende des Läufers her nähern, so daß die dem inneren Ring 45 des Läufers nächst gelegene Hobelkante 28 ein wenig innerhalb der Innenfläche des Rings 45 liegt. Im übrigen liegen sämtliche Hobelkanten parallel zur Mittellinie des Läufers.

Die oben beschriebenen Mehrfachmesser können innerhalb des Erfindungsgedankens verschiedenartig abgewandelt werden und sind auch in Verbindung mit anderen, z.B. scheibenförmigen Läufern, verwendbar.

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Claims

Patentansprüche . Januar i960

1.) Zerspanungsmaschine, bestehend aus einem Läufer mit Schneidwerkzeugen, die an Abwälzlinien der gegen die eingebrachten Balken gerichteten Läuferfläche befestigt und so angeordnet sind, daß aufeinanderfolgende Kanten im Drehsinn des Läufers Schraubenlinien um die Mitte des Läufers beschreiben, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Werkzeug aus einem Messer (26, 4o, 41) mit einer längsverlaufenden Reihe von Schneiden (28, 28', 2o", 29, 29', 29") besteht, die im Längsschnitt des Messers eine im wesentlichen ununterbrochene Zickzacklinie bilden, und die beiden diese Schneiden bildenden Seiten des Messers entsprechend gewellt oder abgestuft sind.

2. Zerspanungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß gleichlange parallele Schneiden (26, 2o', 2u^M) uit dazwischenliegenden Schneiden (29, 29', 29"), die ebenfalls parallel und gleich lang sind, stumpfe Winkel bilden.

3. Zerspanungsmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneiden (28, 28', 29, 29'), sowohl im Längsschnitt des Messers (26, 4o) als auch von einer Seite des Messers aus gesehen, miteinander stumpfe Winkel bilden.

4. Zerspanungsmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Messer (26) eine gewellte Seitenfläche besitzt, deren Wellentäler (Jl) quer von den Winkelscheiteln (32) der Zähne aus verlaufen, die zwischen benachbarten Kanten (28, 29) gebildet werden; während die Wellenscheitel (33) sich quer

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von Einwölbungen (30) zwischen den Zähnen aus erstrecken, und daß die entgegengesetzte, gewellte, eoenfalls in die Schneiden auslaufende Fläche aus einem entlang der Schneidenlinie verlaufenden, schräg zugespitzten Randteil (;54) besteht.

5. Zerspanungsmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der schräge Randteil (24) sich von einer ebenen Seitenfläche aus erstreckt.

6. Zerspanungsraaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Messer (40) exne einheitliche Stärke aufweist und beide Seitenflächen die gleiche Wellenform besitzen.

7. Zerspanungsmascnine nach Ansprüchen 1 oder "?., dadurch gekennzeichnet, daß ein verhältnismäßig dünnes οtablband (41) mit einer geraden Längsschneide quer in eine Zickzaekform gebogen ist.

8. Zerspanungsmaschine nach den obigen Ansprüchen, wobei die V/erkzeuge entlang von Gchlitzen im Läufer befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Läufer entlang jedes Schlitzes (IC) eine Flüche (18, 51) besitzt, die zu einer durch den Schlitz verlaufenden axialen Ebene geneigt ist, und daß Spannteile (21, 52) am Läufer befestigt sind, um die Messer gegen diese schrägen Flächen (18, 51) zu halten.

9. Zerspanungsmaschine nach Anspruch ei, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannteile (21, ^[j2) an dem Läufer angelenkt sind.

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10. Zerspanungsmaschine nach Ansprüchen 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannteile (52) Spannflachen besitzen, die entsprechend der Wellenform der Messer (26, 40, 41) gestaltet sind.

11. Zerspanungsraaschine nach Ansprüchen 8 oder 9* dadurch gekennzeichnet, daß die gewellten Flächen der Messer (26, 40, 41) durch entsprechende gewellte Flächen von Zwischenplatten (25) abgestützt sind.

12. Zerspanungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die hinteren, von den Schneiden entfernt liegenden Teile der Messer (2u, 4o) Stellschrauben (56) enthalten, die nach hinten herausstehen und mit Lagerflächen (57) am Läufer in Berührung stehen.

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