DE2713118A1

DE2713118A1 - Maschinenmesser aus schichtstahl fuer die spanende bearbeitung von holz, kunststoff und aehnliches

Info

Publication number: DE2713118A1
Application number: DE19772713118
Authority: DE
Inventors: Guenter Weber; Hans Dipl Ing Dr Zeuner
Original assignee: Bergische Stahl Industrie
Current assignee: Bergische Stahl Industrie
Priority date: 1977-03-24
Filing date: 1977-03-24
Publication date: 1978-10-05
Also published as: GB1593838A

Description

Maschinenmesser aus Schichtstahl für die spanende bearbeitung von Holz, Kunststoff und ähnliches

Die Erfindung betrifft Maschinenmesser aus Schichtstahl für die spanende Bearbeitung von Hol?.,Kunststoff und ähnlichen Stoffen, wobei die Schicht, in der die Schneide angeordnet ist, aus ledeburitischem Stahl oder Schnellarbeitsstahl besteht und durch Preßschweissung mit einer Trägerschicht aus zähem unlegiertem oder niedriglegiertera Stahl ohne Benutzung von Bindemittel* Flussmittel oder ähnlichem scherfest verbunden ist.

Bisher sind Maschinenmesser in Massivbauweise aus ledeburitischem Stahl sowie aus Schnellarbeitsstahl bekannt geworden, die zwecks einer ausreichenden Richtbarkeit und einer genügenden Zähigkeit gegenüber der Betriebsbeanspruchung eine Härte von etwa bis zu 61 HRc aufweisen, obwohl die zur Anwendung kommenden Stahlsorten auf wesentlich höhere Härte vergütbar sind. Weiterhin gibt es Maschinenmesser in Verbundbauweise, wobei in einem aus zähem Stahl bestehenden Träger für die Schneide eine Auflage aus Hochleistungs-Schnellarbeitsstahl durch Hartlötung angeordnet ist. Die Hartlötung wird bei einer Temperatur im Bereich von 9oo bis 11oo°C ausgeführt und mit der anschliessenden Abkühlung an bewegter Luft wird gleichzeitig die Härtung des Schneidenwerkstoffes vorgenommen. Diese Wärmebehandlung ist an die für das Lötverfahren vorgegebenen Temperaturen gebunden und ermöglicht keine optimale

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werkstoffgerechte Härtung der zur Anwendung kommenden Schnellarbeitsstahlsorten. Auch sind Maschinenmesser aus Schichtstahl gebräuchlich, bei denen die Trägerschicht aus zähem unlegiertem oder raittellegiertem Werkzeugstahl besteht. Die beiden Schichten sind durch Preßschweissung in Verbindung mit Bindemitteln, Flussmittel oder ähnlichein gefügt. Die Standfestigkeit der hierbei zur Anwendung kommenden Schneidenstahlsorten ist jedoch geringer als diejenige von ledeburitischem Stahl oder Schnellarbeitsstählen.

Alle diese Messer weisen erhebliche Nachteile auf, und zwar können die Hesser in Massivbauweise nicht die von der Stahlsorte her mögliche Höchsthärte aufweisen; die Maschinenmesser mit hartgelöteten Schneidenauflagen lassen sich nicht optimal wärmebehandeln, und für die Verbundstahlmesser stand bisher nur Schichtstahl mit niedriglegiertem bzw. mittellegiertem Werkzeugstahl als Schneidenwerkstoff zur Verfügung.

Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, Maschinenmesser ohne diese Nachteile zu schaffen.

Die Lösung der Aufgabe besteht darin, dass die Schneidenstahlschichi des Messers die Trägerschicht vollkommen bedeckt und auf höchstmögliche Härte wärmebehandelt ist.

Vorteilhaft beträgt der Keilwinkel der Schneide 2o bis 8o°.

Zweckmässig sind in der zähen Stahlschicht der Messer Nuten, Taschen, Löcher, Riffelungen, Rändelungen zur Verbesserung der Einspannmöglichkeit auf der Messerwelle angebracht.

Der Vorteil der erfindungsgemässen Maschinenmesser besteht in einer wesentlich verlängerten Standzeit, weil die Schneide auf die Höchst härte der jeweils zur Anwendung kommenden Stahlsorte gebracht werden kann und von diesem Werkstoff keine Messerzähigkeit erbracht werden muss. Die für die Funktionsbeanspruchung benötigte Zähigkeit der Messer wird nämlich vom Trägerwerkstoff übernommen und sichergestellt.

Vergleichende Untersuchungen zwischen Maschinenmessern in Massivbauweise aus der Stahlsorte S 6-5-2 mit ca. 61 HRc Härte und Maschinenmessern aus Schichtstahl mit S 6-5-2 als Schneidenwerk-

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werkstoff, jedoch mit Gk HRc Härte, ergaben beispielsweise eine doppelt so lange Standzeit der erfindungsgemässen Maschinenmesser. Dabei wurde als Trägerwerkstoff beispielsweise C 25 oder C 35 verwendet. Eine derartige Leistungssteigerung war weder zu erwarten noch in irgendeiner Weise nahegelegen und deshalb ausserordentlich überraschend.

In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform eines erfindungsgemässen Messers dargestellt, welches aus einer Basislage oder Trägerschicht 12 aus C 25 oder C 35 besteht, mit der eine Stahllage 13 aus Schnellarbeitsstahl S 6-5-2 verbunden ist. Die Verbindung an der Fläche 1/+ erfolgt in bekannter Weise durch Preßschweissung.

Ein Blech aus Schichtstahl wird auf die äussere Form des Messers zugeschnitten und durch eine dreistufige Erwärmung mit jeweils 3 Min. Haltezeit bei 88o°C und 1o5o°C und einer Haltezeit von bo see. bei I22o C auf Härtetemperatur gebracht. Danch wird an bewegter Luft bis auf Raumtemperatur abgekühlt und anschliessend zweimal bei 55o°C mit jeweils 45 Min. Haltezeit und anschliessender Abkühlung an Luft angelassen. Die harte Schicht besitzt dann eine Härte von Gk HRc.

Nach dieser Materialbehandlung wird der Keilwinkel 15 von ca. k5 und eine Gegenfase 16 angeschliffen, welche in der harten Stahllage 13 liegt, die ihrerseits etwa die halbe Dicke der Messerplatte ausmacht. In der zähen Trägerschicht 12 sind Nuten 17 und Einsenkungen 18 angebracht, welche beide nur so tief sind, dass sie höchstens bis zur Trennfläche 1/| der beiden Stahllagen 12 und 13 gehen. Die Einsenkungen 18 besitzen beispielsweise einen gewölbten Boden. Die Nut 17 erstreckt sich über die ganze Länge des Messers. Ausserdem ist noch ein Gewindeloch I9 vorgesehen, welches sich durch die gesamte Dicke der Platte, also auch bis durch die harte Schicht I3 erstreckt. Diese Bohrung wird zweckmässig vor der Wärmebehandlung angebracht, weil nach der Wärmebehandlung die Stahlschictt I3 so hart ist, dass ein Gewinde nicht mehr hineingeschnitten werden kann.

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Eine zusätzliche Leistungssteigerung der erfindungsgemässen Maschinenmesser tritt ein, wenn der Keilwinkel 15 in Abhängigkeit des spanend zu bearbeitenden Materials verändert wird. Bisher sind Maschinenmesser mit Keilwinkel von 3o bis Zf5 begannt geworden, ohne dass Richtlinien für die Anwendung bestimmter Keilwinkel mitgeteilt wurden. Systematische Versuche haben jedoch gezeigt, dass die Standzeit eines Maschinenmessers vorwiegend durch den abreibenden Verschleiss im Bereich der Schneide bestimmt wird. Beispielsweise verursachen harte Holzsorten einen grösseren Verschleiss als weichere Holzsorten.

Wird nun beispielsweise für die spanende Bearbeitung von hartem Holz der Keilwinkel 15 mit bis zu 8o° ausgeführt, so tritt auf diese Weise eine zusätzliche Standzeitvergrösserung neben der eingestellten Höchsthärte an der Schneide ein.

Selbstverständlich können auch andere Keilwinkel an der Schneide gewählt werden. Ausserdem kann die Schneide von Schichtstahlmessern in allen bisher bekannten Bauformen, beispielsweise für die Herstellung bestimmter Holzprofile, gestaltet werden. Ebenso können Messer aus Schichtstahl eine gebogene Form aufweisen.

Weiterhin ist neben den beschriebenen Nuten und Einkerbungen auch die Anbringung anderer Formen, wie Taschen, Riffelungen und Rändelungen auf den Messerflächen, die bei der Einspannung in die Maschinenwellen in Anspruch genommen werden, möglich.

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Claims

Ansprüche

Maschinenmesser aus Schichtstahl für die spanende Bearbeitung von Holz, Kunststoff oder ähnliches, wobei die Schicht, in der die Schneide eingeordnet ist, aus ledeburitischem oder Schnellarbeitsstahl besteht und durch Preßschweissung mit einer Trägerschicht aus zähem niedriglegierten oder mittellegierten Stahl ohne benutzung von Bindemittel, Flussmittel o.a. scherfest verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidstahlschicht (13) des Messers die Trägerschicht (12) vollkommen bedeckt und auf höchstmögliche Härte wärmebehandelt ist.
2.) Maschinenmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Keilwinkel (15) der Schneide (16) 2o bis 8o° beträgt.
3.) Maschinenmesser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der zähen Stahlschicht (12) der Messer Nuten (17), Einsenkungen (18), Taschen, Löcher (19), Riffelungen und/oder Rändelungen zur Verbesserung der Einspannmöglichkeit angebracht sind.
^f.) Maschinenmesser nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, dass die Messer Schneidenformen zur Erzeugung von Profilen in spanend zu bearbeitendem Material besitzen.
5.) Maschinenmesser nach einem der Ansprüche 1 bis i+, dadurch gekennzeichnet, dass die Messer gebogen sind.

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ORIGINAL INSPECTS