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Vorrichtung zum maschinellen Herstellen von Rillen
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Die Erfindung betrifft die Bearbeitung von Werkstücken aus Holz bzw.
Holzersatzwerkstoffen und bezieht sich insbesondere auf Maschinen zur Durchführung
dieser Bearbeitungsvorgänge. Die Erfindung hat eine spezielle Anwendung in der Bearbeitung
von holzartigen Werkstoffen in Plattenform, wie Hartfaserplatten, Spanplatten, Faserplatten,
Karton und dergleichen und zwar besonders für das Einschneiden von Rillen in solchen
Materialien.
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Eine Rillenform, die häufig maschinell hergestellt werden soll, ist
die V-förmige Rille. Zur Formung von Plattenmaterial, welches solche Rillen an geeigneten
Stellen aufweist, kann das Material längs der Rillenlinie gefaltet werden,und es
entsteht dadurch ein dreidimensionaler Gegenstand. Die bei der Durchführung dieses
bekannten Verfahrens verwendete Technik besteht darin, die V-Rille in der Weise
zu schneiden, daß ihre Spitze nahezu, aber nicht ganz vollständig durch das Plattenmaterial
hindurchtritt, so daß eine dünne Membran des Materials verbleibt, welche
das
plattenförmige Material an den gegenüberliegenden Seiten der Rille verbindet. Wenn
das plattenförmige Material gefaltet wird, um die gegenüberliegenden Oberflächen
der Rille aneinanderzustoßen, und zwar mit oder ohne eine zwischenliegende Schicht
von Klebstoff, wirkt diese Membran gelenkig wie ein Scharnier. Eine sehr geeignete
Form des Plattenmaterials, die jedoch nicht grundsätzlich zur Verwendung in diesem
Verfahren wesentlich ist, ist ein holzähnlicher Werkstoff, welcher eine haftende
äußere Haut aus einem zähen Kunststoffmaterial wie Polyvinylchlorid aufweist. In
diesem Fall wird die V-förmige Rille durch das ganze Material mit Ausnahme der Plastikhaut
hindurchgeschnitten, welche stehen bleibt und damit als Verbindungsmembran wirkt.
Ein ähnliches Ergebnis kann im Falle eines Plattenmaterials erzielt werden, welches
ein Holzfurnier aufweist, das beim fertigen Artikel freigelegt wird, wenn dieses
Furnier im Bereich der gewünschten Rille durch einen haftenden Plastiküberzug abgedeckt
ist, wobei die V-Rille durch das ganze Plattenmaterial, jedoch nicht durch diesen
Überzug geschnitten wird. Nach dem Falten und Festleimen kann dieser Überzug tapetenartig
entfernt werden.
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Es erscheint wichtig anzumerken, daß beim maschinellen Herstellen
einer V-förmigen Rille, die in einem nachfolgenden Faltvorgang benutzt werden soll
es wesentlich ist, eine konstante Dicke der Verbindungsmembran aufrecht zu erhalten,
welche das Scharnier bildet. Jedoch zeigen viele holzähnliche Werkstoffe,die in
Plattenform hergestellt werden, eine große Dickentoleranz und Dickenveränderungen
von
10 treten häufig auf. Aus diesem Grunde scheitern vorbekannte Vorrichtungen, welche
versuchten, eine V-förmige Rille mit konstanter Tiefe zu schneiden, bisher stets,
weil durch die Veränderungen in der Dicke des Werkstückes eine solche Rille an einer
Stelle entweder ganz durch das Werkstück hlndurchtritt, oder weil an einer anderen
Stelle eine Verbindungsmembran besteht, die für eine saubere Faltung zu dick ist.
In beiden Fällen ist das Aussehen des Werkstücks nach dem Falten unzulässig beeinträchtigt
Bekannt sind verschiedene Formen von handgeführten Werkzeugen zum Schneiden von
Rillen in Holz oder holzähnliche Werkstoffe. Solche Werkzeuge, welche Entwicklungen
der Reihe der normalen Holsbearbeitungswerkzeuge darstellen, haben Schneiden, die
zur Herstellung einer Rille des gewünschten Querschnitts entsprechend profiliert
sind. Da ein solches Schneidwerkzeug dazu neigt, in das Werkstück einzudringen,
wird es gegenüber einer festen Platte fixiert, welche wie in einer Normalebene auf
der Oberfläche des Werkstücks verfahren werden kann. Als Ergebnis zeigt sich, daß
sich mit einem solchen Schneidwerkzeug nur Rillen von konstanter Tiefe herstellen
lassen, d.h. eine Ausführung, welche nach den oben gegebenen Erläuterungen nicht
den Anforderungen entspricht, wenn das Werkstück durch Faltung um eine derartige
Rille weiter bearbeitet werden soll. Ein zusätzlicher Nachteil dieser vorbekannten
Ausführungsform von Schneidwerkzeugen liegt darin, daß im Falle eines profilierten
Schneidwerkzeugs die Ebene, welche die Schneidkante
enthält vorwärts
geneigt ist, in der Bewegungsrichtung des Werkzeugs und abwärts nach dem Werkstück
hin. Daher können derartige Schneidwerkzeuge nur zur Herstellung eines dünnen Schnittes
verwendet werden, weil jeder Versuch, einen tiefen Einschnitt herzustellen, dazu
führt, daß Material aus dem Werkstück herausgerissen wird.
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Eine weitere, unterschiedliche Form von Handwerkzeugen ist zur Herstellung
von V-Rillen in zusammengesetzten Platten angegeben worden. Dieses Werkzeug hat
zwei Messerflächen, welche relativ zueinander und herausragend an einer Sohlenplatte
befestigt sind. Die Schneiden, welche unter entsprechenden Winkeln angeordnet sind,
wobei die eine etwas vor der anderen liegt, sollen je einen Schlitz schneiden, wobei
beide Schlitze die gewünschte V-Rille bestimmen. Wenn die Vorrichtung überhaupt
funktioniert, erzeugt sie ebenfalls eine Rille von konstanter Tiefe. In der Praxis
ist sie jedoch funktionsuntauglich, weil die relativ dünnen Schneiden, welche zur
Erzeugung einer Schneidkante noch abgeschrägt sein müssen, unvermeidbar von der
gewünschten Wegführung abweichen. Früher oder später sitzt das Schneidwerkzeug entweder
im Werkstück fest oder springt aus diesem heraus.
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Versuche mit dem Ziel, das Grundprinzip der beschriebenen Handwerkzeuge
auf Bearbeitungsmaschinen zu übertragen, in denen das Schneidwerkzeug befestigt
ist und das Werkstück durch Kraftantrieb bewegt wird, führten bisher zu denselben
Schwierigkeiten und Nachteilen.
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Eine Werkzeugmaschine, die zur maschinellen Herstellung von V-förmigen
Rillen in Werkstücken verwendet wurde, welche anschließend längs dieser Rillen gefaltet
werden sollten, stellt eine Übertragung einer t1räsmaschine dar, wie sie bei der
Metallbearbeitung gebraucht wird. Dabei ist ein kreisförmiges Messer in fester Lage
relativ zu einer Supportfläche angeordnet, über die das Werkstück bewegt wird. Das
Messer hat eine Mehrzahl von im Kreisumfang in Abstand liegenden Zähnen, welche
das verlangte V-Profil aufweisen, und wird mit relativ hoher Geschwindigkeit derart
angetrieben, daß die Zähne einer nach dem andern in das Werkstück eindringen und
hiervon Späne ablösen, wodurch die Rille erzeugt wird.
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Obwohl eine solche Maschine grundsätzlich für die Herstellung einer
V-Rille geeignet ist, bei der der Abstand zwischen der Grundlinie der Rille und
der anderen Seite des Werkstückes, d.h. die Dicke der Verbindungsmembran konstant
ist, zeigt sie eine Anzahl von Nachteilen, welche ihrem Gebrauch entgegenstehen.
Darunter auch diese, daX das rotierende Messer, welches direkt auf der Antriebswelle
eines Elektromotors liegt, eine schwere Schneideinheit ergibt, welche schwierig
festzumontieren ist, und bei der ferner die erforderliche genaue Kontrolle der Lage
des Messers sowohl nach der Höhenlage als auch nach der Seitenlage am Werkstück
auf Schwierigkeiten stößt. Wegen der zyklischen Anstöße der Schneidzähne auf das
Werkstück, zeigt dieses während des Schneidvorgangs eine Tendenz zum Hochschnellen,
wobei diese Wirkung noch bei irgendwelchen Fehlern hinsichtlich
der
starren Befestigung der Messereinheit oder des Werkstücks am Support verstärkt werden.
Dies führt zu dem Ergebnis, daß die Dicke der Verbindungsmembran am Boden der Rille
variiert. Wegen der hohen Geschwindigkeit,mit der die Schneidzähne durch das Werkstück
geführt werden, stumpfen diese Schneidzähne rasch ab, so daß die Zeit zum Nachschärfen
des Messers und zur erneuten Einstellung einen wesentlichen Teil der Bearbeitungszeit
darstellt. Außerdem ist bei derartigen Maschinen die lineare Schneidgeschwindigkeit
der Rille gering und das Arbeitsgeräusch derart hoch, daß die Bedienungspersonen
einen Lärmschutz tragen müssen.
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Die Erfindung geht von der Aufgabenstellung aus, eine Maschine anzugeben,
welche die Schwierigkeiten, die sich aus dem Gebrauch der vorbekannten Maschinen
ergeben haben, vermeidet und die einfach und wirkungsvoll in ihrer Arbeitsweise
ist. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Schaffung einer Maschine, die
keine rotierende Messer benötigt und dadurch die Schwierigkeit vermeidet, welche
durch deren Gebrauch veranlaßt werden.
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Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung,
bei der die während des Bearbeitungsvorganges einer Rille auf ein Werkstück einwirkenden
Kräfte derart ausgeglichen werden, daß beim Herstellen einer V-förmigen Rille die
Dicke einer Verbindungsmembran, die am Boden der Rille stehen bleibt, im wesentlichen
konstant gehalten werden kann.
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Die Lösung der erwähnten Aufgabenstellung besteht gemäß der Erfindung
darin, daß das Schneidwerkzeug mindestens ein feststehendes Messer aufweist, dessen
Schneidkanten in einer Ebene liegen, daß das Messer so gestaltet und/oder gegenüber
dem Werkstück eingestellt ist, daß im Bewegungsvorgang mindestens eine Kraftkomponente
erzeugt wird, welche eine andere beim Schneidvorgang auftretende, eine Abhebung
des Werkstücks vom Support bewirkende Kraftkomponente wenigstens teilweise ausgleicht
bzw. überschreitet.
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Die verbesserte Maschine gemäß der Erfindung enthält demnach wenigstens
ein Messer mit einer Schneidkante, welche so gestaltet ist, daß sie den Querschnitt
einer in ein Werkstück einzuschneidenden Rille bestimmt. Dieses Messer ist fest
in vorgegebenem Abstand von einem Support angebracht, über den das mit einer Rille
zu versehende Werkstück geführt wird, und das Messer ist ferner derart angeordnet,
daß es Material des Werkstücks herausschlitzt oder -schneidet, so daß die gewünschte
Rille in einem Zug entsteht.
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Während eines solchen Arbeitsvorgangs ruft das abgetragene Material
eine Reaktion zwischen dem Werkstück und dem Messer hervor, welche dahin abzielt,
das Werkstück gegen das Messer anzuheben, so daß dieses sich eingräbt. Diese Schwierigkeit
kann vermindert werden, wenn eine Feder oder ein Schuh benutzt werden, um das Werkstück
auf dem Support niederztihalten, jedoch trotz der zusätzlichen Komplikation der
Maschine und einer Beschränkung der freien Bewegung des Werkstücks nach dem Messer
verbleibt trotzdem eine Tendenz des Messers
zum Ausreißen des Werkstücks,
wobei ein gezackter Schnitt auftritt.
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Es wurde festgestellt, daß diese Schwierigkeiten überwunden werden
können, wenn die Geometrie des Messers und/oder die Stellung des Messers gegenüber
der Oberfläche eines Werkstücks geeignet vorteilhaft festgelegt werden.
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Es soll ein Messer mit einer Schneidkante vorausgesetzt werden, welche
eine solche Kontur aufweist, um eine gewünschte Gestalt der Rille zu erzeugen.
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Die Kontur einer solchen Schneidkante kann kontinuierlich gebogen
sein, aus zwei oder mehreren aneinander anschließenden Geradenabschnitten oder aus
einer Kombination von geraden und gebogenen Abschnitten bestehen. In jedem Fall
ist die Anordnung jedoch derart, daß die Schneidkante oder -kanten im wesentlichen
in einer Ebene liegen, und die Gestalt des Messers und seine Stellung in Beziehung
zum Werkstück werden so festgelegt, daß diese Ebene unter einem Winkel ia 900 vorwärts
in der Richtung der Bewegung des Messers durch das Werkstück geneigt ist und nach
oben weggerichtet von der Oberfläche des Werkstückes verläuft. Bei dieser Anordnung
erzeugt die Bewegung des Messers durch das Werkstück eine Kraft, welche dahin wirkt,
daß das Werkstück auf seinem Support niedergehalten wird. Durch geeignete Festlegung
der Geometrie des Messers und seiner Stellung kann diese Kraft so bestimmt werden,
daß sie die Kraft etwas übersteigt, welche das Werkstück abheben will, und die durch
die
Wirkung des Messers auf das von ihm entfernte Material erzeugt wird. Auf diese Weise
kann eine resultierende Kraft erzeugt werden, welche veranlaßt, daß das Werkstück
gegen den Support gehalten wird, und die dadurch das unerwünschte Eindringen des
Wassers verhindert.
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Ein zusätzlicher Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß die Schneidkante
zunächst auf die äußeren Kanten der zu schneidenden Rillen einwirkt und progressiv
gegen den Boden der Rille vorrückt. Dies gewährleistet einen sauberen Schnitt und
verhindert das herausreien von Material aus dem Werkstück. Durch diese Arbeitsweise,
bei der zuerst das Material freigeschnitten wird, bevor versucht wird, es abzuheben,
ergeben sich nicht nur ein sauberer Schnitt sondern darüberhinaus ein wirkungsvollerer
Bearbeitungsablauf und eine Verringerung der Antriebskräfte.
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Alternativ oder zusätzlich zu dieser Lagebestimmung der die Schneidkanten
enthaltenden Ebene und zur Erreichung einer ähnlichen Zusatzkraft zum Niederhalten
der Werkstückes kann das Messer vorteilhaft mit einer kurzen Abschrägung versehen
sein, welche sich von der Schneidkante nach rückwärts erstreckt und nach der Seite
des Werkstückes hin liegt.
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Durch die Festlegung des Winkels dieser Abschrägung am Messer und
der Stellung des Messers kann dieses derart eingestellt werden, daß die Abschrägung
einen geringen negativen Einstell- oder Spaltwinkel aufweist. Dies bedeutet, daß
die rückwärts gekantete Abschrägung dichter am Werkstück liegt, als die wirksame
Schneidkante. Sogar eine ganz kurze Abschrägung von 1 mm oder weniger und ein 0
negativer Anstellungswinkel von etwa 10 erscheinen zur
Erzeugung
einer resultierenden Kraft ausreichend, welche das Werkstück in den Support drückt.
Der Vorteil des Gebrauchs einer Abschrägung ist nicht auf die Wirkung zum Niederhalten
des Werkstücks auf den Support beschränkt. Da eine Schneidkante dazu neigt, das
Material längs einer Linie auf der Winkelhalbierenden zwischen den zwei Flächen
des Messers, welche unmittelbar die Schneidkante bilden, zu schlitzen, zeigt die
Anordnung der Abschrägung unter einem negativen Einstellwinkel die Wirkung, daß
die natürliche Schlitzrichtung in weitgehende Übereinstimmung mit der Bewegungsrichtung
des Messers relativ zum Werkstück gebracht wird.
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Aus dem vorangehenden kann entnommen werden, daß die Kraft, welche
das Werkstück vom Support abheben möchte, sowohl dadurch kompensiert werden kann,
daß die beschriebene Vorwärtsneigung der Ebene angewendet wird, welche die Schneidkante
des Messers enthält als auch durch die Anbringung der beschriebenen Abschrägung
mit einem negativen Einstellwinkel oder schließlich durch den Gebrauch einer Kombination
beider Merkmale. Das zuletzt genannte Markmal einer Weiterbildung der Erfindung
erleichtert wesentlich die Gestaltung des Messers zur Bearbeitung verschiedener
Materialien und unterschiedlicher Rillen-Querschnittsformen.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der
Erfindung schematisch dargestellt; es zeigen:
Figur 1 eine schematische
Aufrißdarstellung einer Maschine, die zur Herstellung von V-förmigen Rillen bestimmt
ist, Figur 2 eine schematische Draufsicht auf die Maschine nach Figur 1, Figur 3
eine vergrößerte Seitenansicht eines durch die Maschine nach den Figuren 1 und 2
hergestellten Werkstücks, Figur 4 und 5 eine Seiten- bzw. Vorderansicht in vergrößertem
Maßstab, welche eine der beiden Messer der Maschine nach Figur 1 und 2 in Gebrauch
zeigt, Figur 6 und 7 eine Seiten- bzw. Vorderansicht einer alternativen Ausführungsform
eines Messers, welches in der während des Gebrauchs eingenommenen Lage gezeigt wird,
Figur 8 eine vergrößerte querschnittsdarstellung eines Armes des Messers nach den
Figuren 4 und 5 bzw. des Messers nach den Figuren 6 und 7 zu Erläuterungszwecken,
Figur 9a und 9b zentrale und vertikale Ausschnittsdarstellungen, welche verschiedene
Formen der Schneidkante eines Messers darstellen.
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Die Figuren 1 und 2 beschreiben schematisch eine Vorrichtung, d.h.
eine Maschine gemäß der Erfindung. Diese Maschine enthält einen festen Arbeitskopf
10, an dem in diesem Beispiel zwei Messer 12 fest angeordnet sind, von denen jedes
so gestaltet ist, daß es eine V-förmige Rille 14 in ein Werkstück 16 schneidet (vgl.
Figur 4).
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Die Maschine enthält ein Antriebsaggregat zum Antrieb des Werkstücks
16, wobei die Vorschubrichtung in den Figuren 1 und 2 nach links verläuft. Wie gezeigt,
enthält das Antriebsaggregat einen Elektromotor mit Vorgelege 1S, welcher Antriebsrollen
20 über Riemen und Riemenscheiben antreibt.
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Das Werkstück 16 wird durch frei drehbare federvorgespannte Rollen
gegen die Antriebsrollen 20 gepreßt. In der praktischen Ausführung sind mehr als
zwei Rollenpaare 20,22 vorhanden. Die Maschine enthält außerdem hier nicht gezeigte
Einstellelemente, welche die seitliche Position des Werkstückes bestimmen.
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An dem Arbeitskopf 10 sind Messer 12 derart angebracht, daß sie in
ihrer Höhen- und Seitenlage gegenüber dem Werkstück eingestellt werden können. Für
die Durchführung dieser Einstellungen sind als Einstellknöpfe 24,26 dargestellte
Einstellelemente vorhanden.
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Das Werkstück 16 ist gegenüber jedem Messer 12 durch einen Support
festgelegt, welcher - wie gezeigt - als Stützrolle 28 ausgebildet ist, bei der eine
freie Drehbarkeit um eine gegenüber dem Arbeitskopf 10 festgelegte Achse derart
vorhanden
ist, daß der Abstand des Messers 12 von der tragenden
Oberfläche der Stützrolle 28 die Tiefe des Einschnittes im Werkstück 16 bestimmt.
An dieser Stelle soll darauf hingewiesen werden, daß die Maschine aus den nachfolgend
angegebenen Gründen keine federbelastete Auflage zum Wiederhalten des Werkstückes
auf der Supportoberfläche der Stützrolle aufweist und eine solche Auflage auch nicht
benötigt.
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Figur 3 zeigt eine Seitenansicht eines Werkstückes, nachdem es durch
eine Maschine gemäß den Figuren 1 und 2 mit entsprechenden Rillen versehen worden
ist. Zum Zwecke der Erläuterung ist dieses Werkstück mehrschichtig dargestellt,
wobei eine Lage 30 als Hartfaserplatte sowie eine Lage 32 vorhanden sind, welche
ein Muster, beispielsweise eine Holzmaserung simuliert oder aus Holzfurnier besteht.
Ferner ist eine Lage 34 vorhanden, die einen transparenten Schutzüberzug aus Kunststoffmaterial,
insbesondere aus einer geeigneten Polyvinylchlorid-Qualität bildet. Es ist zu erkennen,
daß die Rille 14 sich zwar durch die Lagen 30 und 32 aber nicht durch die Lage 34
erstreckt. Dort bleibt eine Membran, welche die Teile des Werkstückes an jeder Seite
der Rille verbindet, und diese Membran wirkt als Scharnier, wenn das Werkstück längs
der Rille gefaltet wird. Ein wichtiges Merkmal der Maschine gemäß der Erfindung
besteht darin, daß die Dicke dieser Membran, d.h. die Entfernung zwischen dem Boden
der Rille und der Unterseite des Werkstückes auch dann konstant ist, Wenn sich die
Dicke des Werkstückes selbst verändert.
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Die Figuren 4 und 5 zeigen in vergrößertem Maßstab ein in den Figuren
1 und 2 gezeigtes Messer 12. Dieses Messer besitzt an seiner Basis einen V-förmig
gestalteten Teil mit einem Arm 76, welcher länger ist als ein anderer Arm 38. Der
längere Arm 36 ist in geeigneter Weise in einem Halter befestigt, der an dem Arbeitskopf
10 der Maschine liegt.
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Die Figuren 6 und 7 zeigen eine alternative Ausführungsform des Messers
mit einem V-förmigen Teil, welcher gleiche Arme 40 aufweist, die zum eingriff in
einen geeigneten Halter am Arbeitskopf der Maschine mit einer Stange 42 verbunden
sind. Abgesehen davon, daß die Ausführung den Figuren 4 und 5 so betrachtet werden
kann, daß das Messer durch das Werkstück gezogen wird, während das Messer bei der
Ausführungsform der Figuren 6 und 7 vorgestoßen wird, sind diese beiden Messer in
ihrer Wirkung übereinstimmend.
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Die Messerarme können aus getrennten Metallstücken bestehen, welche
durch Schweißen oder Hartlöten verbunden sind, oder das Messer kann einstückig aus
Metall gestaltet sein, und in jedem Fall läßt sich gegebenenfalls zweckmäßig die
Schneidkante in bekannter Weise unter Einsetzen eines Hartmetalls formen.
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Es zeigt sich, daß die Schneidkanten der beiden Arme des Messers in
einer gemeinsamen Ebene liegen, welche dann, wenn sich das Messer in seiner Arbeitslage
befindet, wie dies in den Seitenansichten der Figuren 4 und 6 gezeigt wird, sich
nach vorwärts in die Richtung der Bewegung des Messers relativ
zum
Werkstück, und aufwärts von der Oberfläche des Werkstückes erstreckt. Wenn der Winkel
der Neigung dieser 0 Ebene 45 beträgt, und der Winkel zwischen den Schneidkan-0
ten des Messers 71°» wird eine annähernd 900 einschließende, V-förmige Rille im
Werkstück hergestellt. Das gleiche Ergebnis kann gegebenenfalls auch unter Verwendung
einer anderen Winkelkombination erzielt werden, und entsprechende Rillen mit anderen
Querschnitten lassen sich durch eine angepaßte Auswahl dieser Winkel erreichen.
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Die Vorwärtsneigung der Ebene, welche die Schneidkanten enthält, bewirkt
die Erzeugung einer Kraft, welche dahin wirkt, daß das Werkstück auf die Supportoberfläche
der Stützrolle 28 (Fig. 1) gepreßt wird und wirkt somit der Kraft entgegen, welche
das Werkstück, wegen der Reaktion zwischen Messer und dem abgetragenen Material
43 (Fig. 4 und 5) abheben will. Durch die Auswahl einer geeigneten Neigung dieser
Ebene soll erreicht werden, daß die Kraft, welche zum Anpressen des Werkstückes
auf dem Support liegt, etwas größer ist als die Kraft, welche das Werkstück abheben
möchte.
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Wenn Rillen von anderer Gestalt hergestellt werden müssen und wenn
die Schneidkante des Messers gebogen ist oder abschnittsweise gebogen und gerade,
wird das gleiche Ergebnis erreicht, wenn die Schneidkante so angeordnet ist, daß
sie im wesentlichen in einer Mittelebene liegt, welche dann wie oben beschrieben
geneigt ist.
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Aus den Figuren 4 bis 8 ist erkennbar, daß die Messerarme in einer
Weise geschärft sind, die etwas ähnlich ist, wie bei einem von Hand geführten Hobel
und zwar darin, daß diese Arme zwei Abschrägungen 44 und 46 aufweisen, welche der
Bodenabschrägung und der geschliffenen Abschrägung eines ebenen Eisens entsprechen.
Die Abschrägung 44 dient nur dazu, um zwischen dem Messer und dem Werkstück einen
Zwischenraum zu schaffen und ist in anderer Hinsicht nicht bedeutend. Die Abschrägung
46 bildet, wenn sie gegenüber der geschliffenen Abschrägung eines ebenen Eisens
unterschiedlich ausgebildet ist, ein alternatives oder zusätzliches Mittel zur Erlangung
der gewünschten Anpreßkräfte, welche das Anpressen des Werkstückes gegen den Support
bewirken.
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Zur Erzielung dieser Wirkung ist die Abschrägung 46 mit einem solchen
Winkel am Messer angesetzt, und das Messer ist derart gegenüber dem Werkstück orientiert,
daß die Kante der Abschrägung, welche von der Schneidkante rückwärts liegt, sich
näher an der unteren Oberfläche des Werkstückes befindet als die wirksame Schneidkante.
Dies bedeutet, die Abschrägung 46 besitzt einen negativen Einstellwinkel. Die Anordnung
ist schematisch und vergrößert in Figur 8 dargestellt. Hier ist davon auszugehen,
daß die Schneidkante 4d des Messers durch das Werkstück längs der Linie 50 wandert,
und es ist erkennbar, daß die Abschrägung von der Schneidkante 48 ausgehend nach
unten und rückwärts geneigt derart angeordnet ist, daß sie einen negativen Einstellwinkel
52 gegenüber dem Werkstück bildet.
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Wenn die Länge der Abschrägung 46 in der Größenordnung von 1 mm und
der negative Einstellwinkel 52 in der GröBenord-0 nung von 1 liegen, wird eine starke
Kraft erzeugt, welche das Werkstück abwärts auf die Oberfläche der Stützrolle drückt.
Die auf diesem Wege erzeugte Anpreßkraft kann für sich allein ausreichend gewählt
werden, um die gewünschte Anpreßkraft des Werkstückes gegen den Support darzustellen,
und in diesem Falle besteht keine Notwendigkeit, zusätzlich die vorher beschriebene
Vorwärtsneigung der Ebene anzuwenden, welche die Schneidkanten des Messers enthält.
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Alternativ können durch eine geeignete Auswahl der Winkel und der
Größe der Abschrägung, die durch die Vorwärtsneigung der Schneidkante und durch
die Abschrägung hervorgerufenen Kräfte zusammenwirkend so eingestellt werden, daß
sie die Kraft ausgleichen oder etwas übertreffen, welche das Werkstück abheben möchte,
und die durch die Reaktion des herausgelösten Materials auf das Messer hervorgerufen
wird.
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Diese Ausführungen sind gleichermaßen zutreffend sowohl für die in
den Figuren 4 bis 7 gezeigten Messer als auch für andere Messer, welche zur Herstellung
unterschiedlicher Rillenquerschnitte bestimmt sind und gebogene Schneidkanten aufweisen.
Es soll jedoch darauf hingewiesen werden, daß bei den Messern der Figuren 4 bis
7 die entsprechenden Abschrägungen 46 an den Seiten der V-Rille einwirken und notwendigerweise
eine resultierende Kraft zum Niederhalten des Werkstückes erzeugen.
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Der wesentliche Teil des Messers liegt in der Geometrie der
Schneidkante
sowie der dieser benachbarten Oberflächen und in der Stellung, welche diese Teile
gegenüber dem Werkstück einnehmen, während die übrige Form des Messers nur durch
mechanische Erfordernisse bestimmt wird.
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Die Figuren 9a und Yb erläutern an einem Beispiel alternative Formen,
in denen die Schneidkante eines Messers ausgebildet sein kann. In Figur 9a ist die
Schneidkante 48 als Trennlinie der zwei Oberflächen 54,56 gezeigt, während die Ebene
5d die Schneidkanten des ganzen Messers enthält.
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Dieses ist gezeigt unter einer Vorwärtsneigung gegenüber der Normalen
60 zum Werkstück hin, so daß es gegenüber dem Werkstück einen Winkel von etwa 650
bildet, wodurch die gewünschte Kraft erzeugt wird, welche das Werkstück auf den
Support preßt. In Figur 9D ist die Schneidkante 4d definiert durch die Trennlinie
von zwei Oberflächen 56,62, wobei die Oberfläche 62 einen negativen Einstellwinkel
gegenüber dem Werkstück bildet. Hierbei ist die Ebene 64, welche die Schneidkante
des ganzen Messers enthält, wie gezeigt vorwärts geneigt gegenüber der Normalen
60 unter einem Winkel von nur 150. Die Verringerung der durch den Gebrauch einer
geringeren Vorwärtsneigung erzeugten Anpreßkraft wird jedoch ausgeglichen durch
die zusätzliche Kraft, welche durch den negativen Einstellwinkel der Fläche 62 eintritt.
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Die Figuren stellen nur mögliche Ausführungsformen dar, und es können
verschiedene Formgestaltungen in Abhängigkeit von der Art des zu schneidenden Materials
und der gewünschten Gestalt der Rille angewendet werden, welche alle die verlangte
resultierende Kraft zum Festhalten des Werkstückes auf dem Support liefern.
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Bei der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Maschine sind die Messer
12 so angeordnet, daß sie Rillen in die Oberseite des Materials 16 schneiden. Die
ganze Anordnung kann auch umgekehrt angebracht werden, wodurch die Messer die entsprechenden
Rillen in die Unterseite des Materials einschneiden. Eine solche umgekehrte Anordnung
besitzt den Vorteil, daß die Entfernung des angetragenen Materials vereinfacht wird.
Es ist gleichermaßen möglich, eine solche Anordnung zu treffen, in der die Maschine
gleichzeitig Rillen in die Ober- und Unterseite des Materials einschneidet.
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Obwohl die Maschine gemäß den Figuren 1 und 2 den Gebrauch von Rollen
als Support des Werkstückes gegen ein Messer darstellt, ist diese Anordnung nicht
grundsätzlich wesentlich, und gegebenenfalls können auch andere Formen eines Supports,
etwa ein Tisch oder eine entsprechend lokalisierte Auflage verwendet werden.
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Selbstverständlich ist die Anwendung einer Maschine gemäß der Erfindung
nicht auf die Bearbeitung von V-förmigen Rillen beschränkt. Es können auch andere
Querschnittsformen der Rillen durch entsprechende Formgestaltung der Messer erzielt
werden.
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Neben den oben angegebenen Vorteilen der Maschine gemäß der Erfindung
zeigt diese noch viele Vorteile gegenüber der beschriebenen vorbekannten Ausführung
einer Maschine zur Erzeugung von Rillen, welche ein rotierendes Messer benutzt.
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Dabei erscheint es wesentlich, daß die erfindungsgemäße Maschine
im
Betrieb äußerst leise ist und mit wesentlich höherer linearer Vorschubgeschwindigkeit
arbeitet. Außerdem sind die Messer leichter zu schärfen und ermöglichen eine erheblich
längere Standzeit, bevor ein Nachschärfen erforderlich wird.