DE3045107A1

DE3045107A1 - Zerspanerwerkzeug

Info

Publication number: DE3045107A1
Application number: DE19803045107
Authority: DE
Inventors: Antrag Auf Nichtnennung
Original assignee: Wurster u Dietz GmbH u Co Maschinenfabrik
Current assignee: Wurster u Dietz GmbH u Co Maschinenfabrik
Priority date: 1980-11-29
Filing date: 1980-11-29
Publication date: 1982-07-01
Also published as: AT380428B; FR2495044A1; DE3045107C2; CH653284A5; FR2495044B1; ATA335881A

Description

Wurster ,u-.Dietz GmbH u. Co. A 36 953 - Ii

Maschinenfabrik

Waldhörnlestraße 44

7400 Tübingen-Derendingen

Zerspanerwerkzeug

Die Erfindung betrifft ein Zerspanerwerkzeug zum Profilzerspanen von Rundholz oder Modeln entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einem bekannten Zerspanerwerkzeug dieser Art (DE-AS 1955293) besitzt der Werkzeugkopf an der Außenfläche seines gekrümmten Kegelmantelteils eine spiralförmig verlaufende Abstufung. An dieser Stufenausbildung sind Messer hintereinander angeordnet. Die Messer besitzen eine Parallelschneidkante, die sich im rechten Winkel zur Achse des drehbaren Werkzeugkopfes erstreckt und somit parallel zu dessen Stirnseite und gleichfalls parallel zur Faserrichtung des zu bearbeitenden Holzstammes verläuft. Außerdem besitzen die'Messer eine Schrägschneidkante, die schräg zur Drehachse und quer zur Paserrichtung des Holzes verläuft und somit die vom Holz abzuarbeitenden Späne auf Länge abschneidet. Bei der Zerspanung wird der Holzstamm in Längsrichtung zwischen zwei einander gegenüberliegenden, rotierenden Zerspanerwerkzeugen hindurchgeschoben. Hierbei wird bemängelt, daß beim Vorschub des Holzstammes eine starke Erwärmung am Zerspanerwerkzeug auftreten kann, da das Holz im stufenförmigen Spanbearbeitungsbereich voll-

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flächig am Kegelmantelteil des Werkzeugkopfes anliegt, wodurch eine beträchtliche Reibungswärme entsteht. Zur Vermeidung einer Überhitzung wäre es deshalb erforderlich, die Vorschubgeschwindigkeit einzuschränken. Weiterhin besteht die Gefahr, daß insbesondere aufgrund der starken Erwärmung eine Verklemmung im Bereich der an Planflächen des Holzes anliegenden Stirnseiten der kegelstumpfförmigen Werkzeugköpfe auftritt. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die Herstellung des Zerspanerwerkzeugs insbesondere wegen der stufenförmigen Spiralausbildung am Kegelmantel aufwendig und teuer ist.

Demgemäß besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein Zerspanerwerkzeug der eingangs beschriebenen Art so zu verbessern, daß eine Kosteneinsparung bei der Herstellung möglich ist und eine geringere Werkzeugerwärmung und höhere Schnittleistung mit verklemmungsfreierem Zerspanungsvorschub erzielt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Kennzeichnungsmerkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprüche gekennzeichnet.

Mit der Erfindung wird der Vorteil erreicht, daß bei der Zerspanung des Holzes die Erwärmung am Zerspanerwerkzeug auf ein Minimum reduziert ist, da im Zerspanungsstufenbereich des Holzes letzteres nicht mehr vollflächig am Kegelmantelteil anliegt, sondern nur eine linienförmige Holzanlage an der Geradmantellinie der Außenfläche des Kegelmantelteils erfolgt. Das bedeutet, daß aufgrund der Erfindung Großteile der Holzabstufungen im Bereich der

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Geradmantellinie nicht mit dem Kegelmantelteil in Berührung kommen, sondern auf Abstand dazu sind, so daß hier auch keine Reibungswärme entstehen kann. Die Torschubbegrenzung des zu bearbeitenden Holzstammes am Zerspanerwerkzeug wird demnach nur durch eine Linienanlage erzielt, wodurch eine stützpunktähnliche Spanlängenbegrenzung parallel zur Vorschubrichtung und Paserrichtung des Holzes gegeben ist. Aufgrund der durch die Erfindung erreichten geringeren Erwärmung des Zerspanerwerkzeugs ist somit die Möglichkeit gegeben, die Vorschubgeschwindigkeit des Holzstammes zu erhöhen, so daß damit auch eine vorteilhafte Leistungssteigerung erreicht wird. Die geringe Erwärmung und die einfache Ausbildung des Kegelmantels ermöglichen ferner, daß die abgeschnittenen Späne beispielsweise durch entsprechende Ableitungen schnell auf die Abfuhrseite des Werkzeugs abgeführt werden können, wodurch ein Stau und eine dadurch verursachte Beeinträchtigung des Schnittvorganges vermieden ist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß durch die beim Zerspanen am Holz entstehenden Stufenfreiräume die Gefahr eines Verklemmens praktisch ausgeschlossen ist, so daß eine weitgehend störungsfreie und hohe Funktionstüchtigkeit gewährleistet ist. Außerdem wird eine höhere Standfestigkeit des Werkzeugs erzielt, die eine nicht unerhebliche Kosteneinsparung beim Arbeiten mit dem Werkzeug bewirkt. Darüber hinaus ist der Vorteil einer bedeutend einfacheren Herstellung des Zerspanerwerkzeugs gegeben, da der Kegelmantelteil nicht mehr mit einer komplizierten Spiralabstufung versehen werden muß, sondern gemäß der Erfindung eine stufenfrei glatte Außenfläche mit durchgehender Geradmantellinie besitzt.

Es ist zwar bereits bekannt (SW-PS 45401), einen Kegelmantelteil mit einer glatten Außenfläche zu versehen,

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doch handelt es sich dabei um ein völlig anders geartetes Zerspanerwerkzeug, dessen Messer nicht spiralfömig hintereinander angeordnet sind. Dabei ist das Zerspanerwerkzeug so ausgeführt, daß wie beim vorbeschriebenen Stand der Technik ebenfalls eine vollflächige Stufenanlage des Holzes am Kegelmantelteil erfolgt, so daß auch hier eine hohe Erwärmung auftritt. Zudem verläuft die Spanlängenschneidkante des Messers im rechten Winkel zur Parallelschneidkante, wobei die Spanlängenschneidkante zudem parallel zur Außenfläche des Kegelmantelteils verläuft, so daß durch dieses nicht gattungsgemäße Zerspanerwerkzeug kein Hinweis und,keine Anregung auf eine möglichst reib- und erwärmungsfreie Zerspanung durch die Schaffung großer Stufenfreiräume gemäß der Erfindung gegeben ist.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmen, die in schematischer Darstellung eine bevorzugte Ausführungsform als Beispiel zeigt. Es stellen dar:

Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf einen Profilzerspaner mit zwei erfindungsgemäßen Zerspanerwerkzeugen,

Pig. 2 eine Teilschnittansciht eines Zerspanerwerkzeugs gemäß Fig. 1 und

Fig. 3 eine Stirnseitenansicht eines Zerspanerwerkzeugs nach Fig. 1.

Der in der Fig. 1 dargestellte Profilzerspaner 1 weist zwei Zerspanerwerkzeuge 2,2' auf, die um eine Achse 3 drehbar gelagert sind und in Pfeilrichtung 4 angetrieben

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werden. Zwischen den beiden Zerspanerwerkzeuge 2,2' wird ein Rundholz 5 in Pfeilrichtung 6 hindurchgeschoben. Beim Vorschub des Rundholzes 5 werden an dessen beiden Seiten kurze, faserparallele Späne abgearbeitet. Nach dem Verlassen der Zerspanerwerkzeuge 2,2' weist das Rundholz 5 an beiden Seiten je eine Planfläche 7,7' auf.

Wie insbesondere der Fig. 2 zu entnehmen ist, besitzt das Zerspanerwerkzeug 2 einen kegelstumpfförmigen Werkzeugkopf 8, der durch eine Ausnehmung 9 schüsselartig ausgehöhlt ist. Der Werkzeugkopf 8 besitzt einen gekrümmten Kegelmantelteil 10, dessen Außenfläche 11 glatt und stufenfrei ausgeführt ist und somit eine von der der Planfläche 7 des Rundholzes 5 zugewandten Stirnseite 12 des Werkzeugkofes 8 bis zum rückwärtigen Außenrand 13 durchgehende Geradmantellinie 14 aufweist.

Am Kegelmantelteil 10 des Werkzeugkopfes 8 sind Messer in Form einer archimedischen Spirale, jedoch mit linearer Raumsteigung in axialer Richtung des Werkzeugs, auf Abstand hintereinander angeordnet. Die Messer 15 sind am Kegelmantelteil 10 im Bereich eines Durchbruchs 16 verstellbar befestigt. Der Durchbruch 16 ist breiter als das Messer 15, wobei letzteres so gelagert ist, daß an beiden Seiten des Messers 15 jeweils ein Freiraum 17,17'besteht. Die Durchbrüche 16 im Kegelmantelteil 10leiten die abgearbeiteten Holzspäne zur rückwärtigen Ausnehmung 9. Die Öffnung 18 der Durchbrüche 16 liegt in der Ebene der Außenfläche 11 des Kegelmantelteils 10. Die Messer 15 ragen mit einer Parallelschneidkante 19 und einer Schräg sehn eidkante 20 über· die Außenfläche 11 des Kegelmantelteils 10 hinaus.

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Die ParallelSchneidkante 19 verläuft senkrecht zur Achse 3 des Zerspanerwerkzeugs 2, jedoch parallel zu dessen Stirnseite 12 und ebenso parallel zur Faserrichtung des Rundholzes 5. Die Parallelschneidkante der Messer 15 schneidet somit in Längsrichtung der abzutrennenden Späne 21. Die Schrägschneidkante 20 verläuft dagegen in einem Winkel schräg zur Achse 3 des Werkzeugkopfes 8. Dabei ist klar zu erkennen, daß der Winkel zwischen der Schrägschneidkante 20 und der Achse 3 mit etwa 53° um etwa 10° kleiner ist als der etwa 63°-Winkel zwischen der Achse 3 und der Geradmantellinie 14 der stufenfrei glatten Außenfläche 11 des Kegelmantelteils 10.

Weiterhin ist der Pig. 2 eindeutig zu entnehmen, daß die Schrägschneidkante 20 der Messer 15 in einem etwas größeren Abstand vor der Geradmantellinie 14 des Kegelmantelteils 10 angeordnet ist, während der von der Schrägschneidkante 20 entfernt liegende Endteil 22 der Parallelschneidkante 19 der Messer 15 nahe an der Geradmantellinie 14 angeordnet ist und somit im wesentlichen in der Ebene der glatt durchgehenden Außenfläche 11 liegt. Die Endteile 22 der Messer 15 liegen somit durchweg auf der schraubenförmig ansteigenden archimedischen Spirale, die so verläuft, daß die glatte Außenfläche eine einhüllende Mantelfläche dieser archimedischen Spirale ist.

Weiterhin ist zu erkennen, daß die Messer 15 am außen glatten Kegelmantelteil 10 so ausgebildet und angeordnet sind, daß in Richtung der Geradmantellinie 14 gesehen im Bereich zwischen dem Endteil 22 eines dem Außenrand näherliegenden Messers 15 und der Schrägschneidkante

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des der Stirnseite 12 des Werkzeugkopfes 8 näherliegenden Messers 15 ein spitzwinkliger Holzfreiraum 23 gebildet ist, der von einer Stufenschräge 24 des Rundholzes 5 mitbegrenzt ist. Die Stufenschräge 24 liegt somit auf Abstand vor der Außenfläche 11 des Kegelmantelteils 10, so daß hier keinerlei Berührung besteht und somit auch keine Reibungswärme entstehen kann.

Beim Vorschub des Rundholzes 5 in Pfeilrichtung 6 stößt das Rundholz 5 lediglich mit einer linienförmigen Werkstoffkante 25 gegen die stufenfrei glatte Außenfläche 11 des Kegelmantelteils 10, so daß hier nur ein äußerst geringer Materialkontakt besteht, wodurch eine etwaige Erwärmung des Zerspanerwerkzeugs 2 auf ein Minimum reduziert ist.

Die von den einzelnen Messern 15 gebildete, treppenförmig schräg verlaufende Spanabnahme endet in einer Schnittfuge 26 eines stirnseitigen Sägerings 27 derart, daß die Parallelschneidkante des Messers 15, das der Stirnseite 12 am nächsten liegt, nicht mehr voll zum Schneideinsatz kommt. An dieser Stelle übernimmt der Sägering 27 die Erzeugung der Planfläche 7 des Rundholzes 5. Der Sägering 27 ist so bemessen, daß er einen Vorausschnitt erzeugt.

Dem Sägering 27 ist an der Stirnseite 12 des Werkzeugkopfes 8 eine auswechselbare Führungsscheibe 28 zugeordnet, die mit einer Führfläche 29 das Rundholz 5 an der Planfläche 7 führt. Der Fig. 3 ist zu entnehmen, daß die Führungsscheibe 28 drei Freischneider 30 aufweist. Die jeweilige Schneidkante 31 der Freischneider 30 liegt in der Ebene der Führfläche 29. Vor der

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Schneidkante 31 der Freischneider 30 ist eine -flache spantaschenartige Vertiefung 32 ausgebildet. Dadurch wird eine klemmfreie, exakte Führung des Rundholzes 5 zwischen den Zerspanerwerkzeugen 2,2'erzielt. Die minimalen Vertiefungen 32 an der Führungsscheibe 28 erlauben es nämlich,daß sich das elastisch federnde Holz in die flachen Vertiefungen 32 eindrücken kann, wodurch es unmittelbar in den Schnittbereich der Freischneider 30 gelangt, so daß ein einwandfreier Freischnitt an der Planfläche 7 entsteht. Aufgrund der Federwirkung des Holzes wird letzteres also praktisch quer zur Längsrichtung in die Vertiefungen 32 des Zerspanerwerkzeugs 2 gedruckt, wobei durch die Schneidkante 31 der Freischneider 30 eine exakt plane Freischneidoberfläche am Holz erzielt wird. Ein Verklemmen des Rundholzes 5 ist damit praktisch ausgeschlossen, wobei zudem gleichzeitig eine genaue Führung des Holzes an der Führfläche 29 gegeben ist.

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Claims

Wurster w. Dietz GmbH u. Co. A 36 953-li

Maschinenfabrik

Waldhörnlestraße 44

Tübingen-Derendingen

Patentansprüche

Λ.) Zerspanerwerkzeug zum Profilzerspanen von Rundholz

eine oder Modeln mit einem kegeistumpfförmigen, umVAchse drehbaren Werkzeugkopf, der an einem gekrümmten Kegelmantelteil vorstehende, auf Abstand spiralförmig hintereinander angeordnete Messer mit einer senkrecht zur Achse sowie parallel zur Stirnseite des Werkzeugkopfes gerichteten Parallelschneidkante und einer spanlängenschneidenden Schrägschneidkante aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kegelmantelteil (10) eine stufenfreie Außenfläche (11) mit durchgehender G-eradmantellinie (14) aufweist und daß die Schrägschneidkante (20) des Messers (15) in einem kleineren Winkel zur Achse (3) des Werkzeugkopfes (8) verläuft als die Geradmantellinie (14) der stufenfreien Außenfläche (11).
2. Zerspanerwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrägschneidkante (20) des Messers (15) in einem größeren Abstand vor der G.eradmantellinie (14) des Kegelmantelteils (10) angeordnet ist als ein der Schrägschneidkante (20) entfernt liegender Endteil (22) der Parallelschneidkante (19).

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3. Zerspanerwerkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der der Schrägschneidkante (20) des Messers (15) entfernt liegende Endteil (22) der Parallelsehneidkante (19) im wesentlichen im Bereich der G-eradmantellinie (140 des Kegelmantelteils (10) angeordnet ist.
4. Zerspanerwerkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die stufenfreie Außenfläche (11) des Kegelmantelteils (10) eine einhüllende Mantelfläche einer archimedischen Spirale ist, auf der die parallelschneidkantenseitigen Endteile (22) der Messer (15) liegen.
5. Zerspanerwerkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vor der stufenfreien Außenfläche (11) des Kegelmantelteils (10) in Richtung der G-eradmantellinie (14) im Bereich zwischen dem Endteil (22) des einen Messers (15) und der Schrägschneidkante (20) des der Stirnseite (12) des Werkzeugkopfes (8) näher liegenden Messers (15) ein Holzfreiraum (23) gebildet ist.
6. Zerspanerwerkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Parallelschneidkante (19) und die Schrägschneidkante (20) des Messers (15) vor einer Öffnung (18) der stufenfreien Außenfläche (11) eines im Kegelmantelteil (10) ausgebildeten Durchbruchs (16) angeordnet sind, der beidseitig des Messers (15) je einen Preiraum (17,17') aufweist.
7. Zerspanerwerkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeugkopf

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(8) an der der stufenfrei glatten Außenfläche (11) des Kegelmantelteils (1O) abgewandten Rückseite eine Ausnehmung (9) aufweist, in die der Durchbruch (16) des Kegelmantelteils (10) mit den Freiräumen (17,17') einmündet.
8. Zerspanerwerkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Stirnseite (12) des Werkzeugkopfes (8) einem vorausschneidenden Sägering (27) eine austauschbare Führungsscheibe (28) zugeordnet ist, die mindestens einen Freischneider (30) aufweist, dessen Schneidkante (31) in der Ebene der dem Holz zugewandten Führfläche (29) der Führungsscheibe (28) liegt, und daß vor der Schneidkante (31) des FreiSchneiders (30) eine flache spantaschenartige Vertiefung (32) in der Führungsscheibe (28) ausgebildet ist.

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