DE19838042A1 - Rotierendes Zerspanerwerkzeug - Google Patents

Abstract

Ein rotierendes Zerspanerwerkzeug ist mit einem um eine Achse (11) drehbaren Werkzeugkörper (12) versehen. Am Werkzeugkörper (12) sind Spanermesser (18) angeordnet. Im axialen Zentrum des Werkzeugkörpers (12) befindet sich ein Element, das unabhängig vom Werkzeugkörper (12) bewegbar ist. Das Element ist als Führungsteller (30) ausgebildet, der in axialer Richtung an ein zu bearbeitendes Holz (38-42) anlegbar ist (einzige Figur).

Description

Die Erfindung betrifft eine rotierendes Zerspanerwerkzeug mit einem um eine Achse drehbaren Werkzeugkörper, mit am Werkzeug­ körper angeordneten Spanermessern und mit einem im axialen Zen­ trum des Werkzeugkörpers angeordneten Element, das unabhängig vom Werkzeugkörper bewegbar ist.

Ein Zerspanerwerkzeug der vorstehend genannten Art ist aus der DE 73 32 062 U bekannt.

Das bekannte Zerspanerwerkzeug dient vorzugsweise zum seitli­ chen Anflachen von unbearbeiteten Baumstämmen. Das Zerspaner­ werkzeug hat eine im wesentlichen kegelstumpfförmige Gestalt. Die Spanermesser sind auf der kegeligen Mantelfläche eines Werkzeugkörpers angeordnet. Der Werkzeugkörper wird mittels ei­ ner Hohlwelle angetrieben. Im Zentrum des Werkzeugkörpers be­ findet sich ein weiteres Element, das die plane Stirnseite des kegelstumpfförmigen Zerspanerwerkzeugs bildet. Dieses weitere Element ist über eine Welle antreibbar, die die Hohlwelle kon­ zentrisch durchsetzt. Das weitere Element ist entweder als wei­ teres Zerspanerwerkzeug oder als Kreissägeblatt ausgebildet. Das weitere Element ist in seiner Drehzahl unabhängig von der Drehzahl des Werkzeugkörpers einstellbar. Auf diese Weise soll erreicht werden, daß die Spanermesser auf der kegelstumpfförmi­ gen Oberfläche des Werkzeugkörpers mit einer ersten, auf den Zerspanungsprozeß optimierten Drehzahl die abzuspanenden Sei­ tenbereiche des Baumstammes zerspanen, während andererseits das mit einer anderen, insbesondere höheren Drehzahl rotierende weitere Element für eine feinere Oberfläche des abgespanten Baumstammes sorgt.

Bei Zerspanerwerkzeugen der hier interessierenden Art besteht in der Praxis das Problem, daß insbesondere bei Baumstämmen größeren Durchmessers ein Führungsproblem auftreten kann. Die­ ses Führungsproblem entsteht vor allem dann, wenn der Baumstamm nicht gerade gewachsen ist, sondern beispielsweise über seine Länge eine merkliche Krümmung aufweist.

Bei herkömmlichen Sägewerksanlagen werden die Baumstämme durch Rollenpaare geführt, die zwischen den einzelnen Stationen der Anlage angeordnet sind. Die Zerspanerwerkzeuge selbst tragen hingegen zur Führung des Baumstammes nicht bei.

Es sind auch Zerspanerwerkzeuge bekannt, die im Zentrum als zu­ rückgesetzte Fläche ausgebildet sind, wobei diese Fläche entwe­ der Bestandteil des rotierenden Zerspanerwerkzeugs selbst oder Bestandteil einer im Zentrum des Zerspanerwerkzeuges frei dreh­ baren Scheibe ist. Jedenfalls ist diese Fläche axial fest. Auch derartige Zerspanerwerkzeuge mit fest eingestellten und während des Betriebes nicht justierbaren Flächen tragen nur passiv zur Führung des Baumstammes bei und dies auch nur in geringem Um­ fange, weil die Flächen, wie erwähnt, zurückgesetzt sind.

All diese bekannten Zerspanerköpfe, ob mit oder ohne eine der­ artige zurückgesetzte Fläche im Zentrum werden vor Beginn einer Zerspanungsprozesses auf eine bestimmte axiale Stellung einge­ stellt, die dann im weiteren Verlauf des Bearbeitungsprozesses üblicherweise unverändert bleibt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die vorstehend genannten Nachteile zu vermeiden. Insbesondere soll ein Zerspa­ nerwerkzeug zur Verfügung gestellt werden, das selbst in der rage ist, eine aktive Führungsfunktion für den bearbeiteten Baumstamm zu übernehmen, die während des Betriebes einstellbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Ele­ ment als Führungsteller ausgebildet ist, der in axialer Rich­ tung bewegbar und an ein zu bearbeitendes Holz anlegbar ist.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auf diese Wei­ se vollkommen gelöst.

Mit dem erfindungsgemäßen Zerspanerwerkzeug ist es nämlich erstmals möglich, das zu bearbeitende Holz, insbesondere einen im wesentlichen noch unbearbeiteten Baumstamm, durch aktives Anlegen eines Führungstellers, der integraler Bestandteil des Zerspanerwerkzeugs ist, zu führen. Dies geschieht in Anpassung an die natürlichen Gegebenheiten, z. B. die Astigkeit, die Feuchtigkeit oder die Holzelastizität. Es ist damit sehr viel präziser möglich, auch ungerade gewachsene Baumstämme über de­ ren gesamte hänge in der gewünschten Weise zu führen und abzu­ spanen. Ferner können bei Verwendung eines erfindungsgemäßen Zerspanerwerkzeugs die weiteren Führungsrollen, die zwischen den einzelnen Stationen der Sägewerksanlage angeordnet sind, kleiner als beim Stand der Technik dimensioniert werden oder ganz entfallen, weil, wie erwähnt, ein Teil der Führungsaufgabe bereits für das Zerspanerwerkzeug selbst übernommen wird. Damit wird zugleich wertvoller Bauraum gewonnen.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Zer­ spanerwerkzeugs ist der Führungsteller undrehbar gehalten.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß eine Führungskraft vom Füh­ rungsteller ungestört auf das zu bearbeitende Holz übertragen werden kann.

Bei weiteren Ausführungsformen der Erfindung ist der Füh­ rungsteller mittels einer Welle oder Stange gehalten, die koa­ xial zu einer Antriebswelle des Werkzeugkörpers angeordnet ist.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß das Zerspanerwerkzeug selbst nur geringfügig modifiziert zu werden braucht. Insbeson­ dere brauchen die üblichen Antriebseinheiten für den die Spa­ nermesser tragenden Werkzeugkörper nicht oder nur unwesentlich gegenüber dem Stand der Technik modifiziert zu werden.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist in radia­ ler Richtung zwischen dem Führungsteller und den Spanermessern ein weiteres Zerspanerelement angeordnet, insbesondere ein Kreissägeblatt.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß dem erfindungsgemäßen Zer­ spanerwerkzeug insgesamt drei Aufgaben zugeordnet werden kön­ nen, nämlich das Zerspanen, das Führen, sowie das Feinbearbei­ ten der abgespanten Oberfläche.

Hierzu ist es zweckmäßig, wenn das weitere Zerspanerelement in ebenfalls an sich bekannter Weise unabhängig von den Spanermes­ sern bewegbar ist.

Bei weiteren Ausführungsbeispielen der Erfindung ist der Füh­ rungsteller axial gefedert.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß die durch plötzliche Rich­ tungsänderungen im Verlauf des Baumstammes ausgeübten Kraft­ spitzen abgefangen werden können, ohne daß die Lager oder An­ drückelemente des Führungstellers überlastet werden.

Bei einer weiteren Gruppe von Ausführungsbeispielen ist der Führungsteller auf seiner am Holz anliegenden Oberfläche rei­ bungsarm ausgebildet.

Dies kann bei verschiedenen Varianten dieser Gruppe von Ausfüh­ rungsbeispielen alternativ oder zusammenwirkend dadurch bewirkt werden, daß die Oberfläche mit einem Antifriktionsbelag oder mit Wälzelementen oder mit in Transportrichtung des Holzes ver­ laufenden Riefen versehen ist. Die Oberfläche kann auch ballig oder hohl ausgebildet sein.

Diese Maßnahmen haben den Vorteil, daß zum einen die Reibung des Führungstellers am Holz vermindert wird, was wiederum zu einer Entlastung der Transportelemente für das Holz führt. Beim Versehen der Oberfläche des Führungstellers mit in Trans­ portrichtung des Holzes verlaufenden Riefen ergibt sich darüber hinaus der weitere Vorteil, daß die Ausrichtung des Holzes in Transportrichtung verbessert wird.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung der beige­ fügten Zeichnung.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nachste­ hend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils an­ gegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dar­ gestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher er­ läutert.

Die einzige Figur zeigt eine Seitenansicht, teilweise aufgebro­ chen, und stark schematisiert, auf ein Ausführungsbeispiel ei­ nes erfindungsgemäßen Spanerwerkzeugs.

In der Figur ist mit 10 insgesamt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Spanerwerkzeugs dargestellt. Das Spanerwerk­ zeug 10 ist um eine Achse 11 drehbar.

Ein Werkzeugkörper 12 des Spanerwerkzeugs 10 ist an seiner Vor­ derseite mit einer konischen Oberfläche 14 versehen. Es ver­ steht sich jedoch, daß die Oberfläche auch plan, d. h. in radia­ ler Richtung ausgebildet sein kann.

Auf spiraligen Bahnen 16 der konischen Oberfläche 14 sitzen in an sich bekannter Weise Spanermesser 18.

Der Werkzeugkörper 12 wird über eine Hohlwelle 20 angetrieben. Die Hohlwelle 20 steht ihrerseits mit einem Antrieb 22 in Ver­ bindung, der die Hohlwelle 20 umgibt und in dem die Hohlwelle 20 gelagert ist.

Die konische Oberfläche 14 des Werkzeugkörpers 12 umgibt dicht ein Kreissägeblatt 24, das auf einer Halterung 26 gelagert ist. Die Halterung 26 kann entweder mit dem Werkzeugkörper 12 ver­ bunden sein, wodurch das Kreissägeblatt 24 mit derselben Dreh­ zahl wie die Spanermesser 18 umlaufen würde. Bevorzugt ist je­ doch die Halterung 26 in eine weitere Hohlwelle (nicht darge­ stellt) einmünden zu lassen, so daß das Kreissägeblatt 24 mit einer anderen Drehzahl, vorzugsweise einer sehr viel höheren Drehzahl, als die Spanermesser 18 umlaufen kann. Es versteht sich, daß das Spanerwerkzeug 10 mit oder ohne Kreissägeblatt 24 ausgestattet sein kann.

Im Zentrum des Spanerwerkzeugs 10 befindet sich ein Füh­ rungsteller 30. Der Führungsteller 30 ist auf seiner Rückseite auf einer Welle oder Stange 32 gehalten, die die Hohlwelle 20 konzentrisch durchsetzt. Ein hinteres Ende 34 der Welle 32 ist mit einer äußerst schematisch angedeuteten Verfahr- und An­ drückeinheit 36 verbunden.

Wenn der Führungsteller 30 undrehbar gehalten ist, wird er von einer Stange 32 gehalten, die ihrerseits undrehbar, jedoch axial verschiebbar angeordnet ist. Alternativ kann der Füh­ rungsteller 30 auch mit beliebiger Drehzahl rotieren, in wel­ chem Falle er dann von einer Welle 32 gehalten wäre, die mit einstellbarer Drehzahl umläuft und ebenfalls axial verstellbar ist.

Unabhängig davon, ob der Führungsteller 30 drehbar ist oder nicht, liegt der mit einer vorderen Oberfläche 37 an einem zu bearbeitenden Holz an, das an dem Spanerwerkzeug 10 in einer Richtung senkrecht zur Zeichenebene der Figur vorbeiläuft. Die Oberfläche 37 kann plan, hohl oder ballig ausgebildet sein.

Im dargestellten Beispielsfall handelt es sich dabei um einen Baumstamm 38 mit an seinem Umfang befindlicher Waldkante oder Rinde 40, die ein Nutzholz 42 umgibt.

Wenn der Baumstamm 38 in der in der Figur dargestellten Weise am Spanerwerkzeug 10 vorbeiläuft, wird sein Außenbereich, insbe­ sondere die Waldkante 40, durch die Spanermesser 18 abgespant. Gleichzeitig wird mittels des Kreissägeblattes 24, sofern ein solches vorgesehen ist, die abgespante Fläche des Baumstammes 38 fein bearbeitet.

Zusätzlich wird der Führungsteller 30 mittels der Einheit 36 an den Baumstamm 38 angedrückt, so daß dieser während des Vorbei­ laufens am Spanerwerkzeug 10 zusätzlich geführt wird.

Um die Reibung zwischen Führungsteller 30 und Baumstamm 38 zu vermindern, kann die ebene, hohle oder ballige Oberfläche 37 in vielfältiger Weise reibungsvermindert ausgebildet sein. Hierzu bietet sich z. B. ein Antifriktionsbelag an, beispielsweise eine plasmagesprühte Keramikschicht mit PTFE-Versiegelung, wie sie in anderen Bereichen des Maschinenbaus verwendet wird. Alterna­ tiv kann die Oberfläche 37 auch mit Wälzelementen, beispiels­ weise Rollen oder Kugeln versehen sein. Schließlich kann man die nicht-drehbare Oberfläche 37 auch mit Führungsriefen verse­ hen, die in Transportrichtung des Baumstammes 38 verlaufen.

Es ist weiterhin möglich, in der Halterung des Führungstellers 30 Federelemente (nicht dargestellt) vorzusehen, so daß axiale Stöße auf den Führungsteller 30 abgefangen werden können.

Claims (13)

1. Rotierendes Zerspanerwerkzeug mit einem um eine Achse (11) drehbaren Werkzeugkörper (12), mit am Werkzeugkörper (12) angeordneten Spanermessern (18) und mit einem im axialen Zentrum des Werkzeugkörpers (12) angeordneten Element, das unabhängig vom Werkzeugkörper (12) bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Element als Füh­ rungsteller (30) ausgebildet ist, der in axialer Richtung bewegbar und an ein zu bearbeitendes Holz (38-42) an­ legbar ist.

2. Zerspanerwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Führungsteller (30) undrehbar gehalten ist.

3. Zerspanerwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Führungsteller (30) mittels einer Welle oder Stange (32) gehalten ist, die koaxial zu einer An­ triebswelle (20) des Werkzeugkörpers (12) angeordnet ist.

4. Zerspanerwerkzeug nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in radialer Richtung zwischen dem Führungsteller (30) und den Spanermessern (18) ein weiteres Zerspanerelement angeordnet ist.

5. Zerspanerwerkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß das weitere Zerspanerelement ein Kreissäge­ blatt (24) ist.

6. Zerspanerwerkzeug nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das weitere Zerspanerelement unabhängig von den Spanermessern (18) bewegbar ist.

7. Zerspanerwerkzeug nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsteller (30) axial gefedert ist.

8. Zerspanerwerkzeug nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die am Holz (38-42) anliegende Oberfläche (37) des Führungstellers (30) ballig ausgebildet ist.

9. Zerspanerwerkzeug nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die am Holz (38 - 42) anliegende Oberfläche (37) des Führungstellers (30) hohl ausgebildet ist.

10. Zerspanerwerkzeug nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsteller (30) auf seiner am Holz (38-42) anliegenden Oberfläche (37) reibungsarm ausgebildet ist.

11. Zerspanerwerkzeug nach Anspruch 9 oder 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Oberfläche (37) mit einem Antifrik­ tionsbelag versehen ist.

12. Zerspanerwerkzeug nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche (37) mit Wälzelementen versehen ist.

13. Zerspanerwerkzeug nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche mit in Transportrichtung des Holzes (38-42) verlaufenden Riefen versehen ist.