DE3045107C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Zerspanerwerkzeug zum Profil­ zerspanen von Rundholz oder Modeln entsprechend dem Ober­ begriff des Anspruchs 1.

Bei einem bekannten Zerspanerwerkzeug dieser Art (DE-AS 19 55 293) besitzt der Werkzeugkopf an der Außenfläche seines Kegelmantelteils eine spiralförmig verlaufende Abstufung mit hintereinander angeordneten Messern. Die Messer haben 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 weisen die Messer eine Schrägschneid­ kante auf, die schräg zur Drehachse und quer zur Faser­ richtung des Holzes verläuft und somit die vom Holz abzuarbeitenden Späne auf Länge abschneidet. Bei der Zer­ spanung wird der Holzstamm in Längsrichtung zwischen zwei einander gegenüberliegenden, rotierenden Zerspanerwerk­ zeugen hindurchgeschoben. Nachteilig ist hierbei, daß beim Vorschub des Holzstammes eine starke Erwärmung am Zer­ spanerwerkzeug auftreten kann, da das Holz im stufen­ förmigen Spanbearbeitungsbereich vollflächig am Kegel­ mantelteil des Werkzeugkopfes anliegt, wodurch beträcht­ liche Reibungswärme entsteht. Um eine Überhitzung zu ver­ meiden, wäre es deshalb erforderlich, die Vorschubge­ schwindigkeit einzuschränken. Weiterhin besteht die Gefahr, daß insbesondere aufgrund der starken Erwärmung eine Ver­ klemmung im Bereich der an Planflächen des Holzes an­ liegenden Stirnseiten der kegelstumpfförmigen Werkzeugköpfe auftritt. Schließlich ist die Herstellung dieses Zerspaner­ werkzeuges insbesondere wegen der stufenförmigen Spiral­ ausbildung am Kegelmantel aufwendig und teuer.

Bekannt ist auch ein Werkzeugträger für Hackmesser an Holzspan- und Holzschnitzelmaschinen (DE-OS 24 00 810) mit einer Messerschneide, die als Kegelstumpf mit einer Fuß­ platte ausgebildet ist. Die Hackmesser sind auf einer Kegelstumpfspirale vorgesehen, die vom Fußkreis bis zum Kopfkreis des Kegelstumpfes ansteigt und liegen somit spiralförmig hintereinander, während der Kegelmantelteil eine glatte Außenfläche aufweist.

Ausgehend von dem einleitend beschriebenen gattungsgemäßen Zerspanerwerkzeug mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1 liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, dieses so zu verbessern, daß es einfacher und billiger hergestellt werden kann und eine geringe Erwärmung der Werkzeuge sowie eine höhere Schnittleistung bei verklem­ mungsfreiem Zerspanungsvorschub erzielt wird.

Diese Aufgabe wird bei dem gattungsgemäßen Zerspaner­ werkzeug mit den Merkmalen des Kennzeichens des Anspruches 1 gelöst.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind durch die Merk­ male der Unteransprüche gekennzeichnet.

Mit der Erfindung wird erreicht, daß beim Zerspanen des Holzes die Erwärmung am Zerspanerwerkzeug auf ein Minimum reduziert ist, da im Zerspanungsstufenbereich des Holzes dieses nicht mehr vollflächig am Kegelmantelteil anliegt, sondern nur eine linienförmige Holzanlage an der Gerad­ mantellinie der Außenfläche des Kegelmantelteils besteht. Infolgedessen kommen große Teile der Holzabstufungen im Bereich der Geradmantellinie nicht mit dem Kegelmantelteil in Berührung, so daß Reibungswärme nicht entstehen kann. Die Vorschubbegrenzung des zu bearbeitenden Holzstammes am Zerspanerwerkzeug wird demnach nur durch eine Linienanlage erzielt, wodurch eine stützpunktähnliche Spanlängen­ begrenzung parallel zur Vorschubrichtung und Faserrichtung des Holzes gegeben ist. Infolge der geringeren Erwärmung des Zerspanerwerkzeuges ist es möglich, die Vorschubge­ schwindigkeit des Holzstammes zu erhöhen und damit die Leistung des Zerspaners zu erhöhen. Die einfache Ausbildung des Kegelmantels ermöglicht es ferner, daß die abge­ schnittenen Späne beispielsweise durch entsprechende Ab­ leitungen schnell auf die Abfuhrseite des Werkzeuges ab­ geführt werden können, so daß Staus und damit verbundene Beeinträchtigungen des Schnittvorganges vermieden werden. Auch ist durch die beim Zerspanen am Holz entstehenden Stufenfreiräume die Gefahr eines Verklemmens praktisch ausgeschlossen. Das Werkzeug hat zudem eine höhere Stand­ festigkeit. Schließlich läßt sich das Zerspanerwerkzeug einfach herstellen, da der Kegelmantelteil nicht mehr mit einer komplizierten Spiralabstufung versehen werden muß.

In der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung ist in schematischer Darstellung eine Aus­ führungsform als Beispiel gezeigt. Es stellt dar

Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf einen Pro­ filzerspaner mit zwei Zer­ spanerwerkzeugen,

Fig. 2 eine Teilschnittansicht eines Zerspanerwerk­ zeugs gemäß Fig. 1 und

Fig. 3 eine Stirnseitenansicht eines Zerspanerwerk­ zeugs 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 werden. Zwischen den beiden Zerspanerwerkzeugen 2, 2′ wird ein Rundholz 5 in Pfeilrichtung 6 hindurchge­ schoben. 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 Werk­ zeugkopf 8, der durch eine Ausnehmung 9 schlüsselartig ausgebildet ist. Der Werkzeugkopf 8 besitzt einen 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 Werkzeugkopfes 8 bis zum rückwärtigen Außenrand 13 durchgehende Geradmantellinie 14 aufweist.

Am Kegelmantelteil 10 des Werkzeugkopfes 8 sind Messer 15 in Form einer archimedischen Spirale, jedoch mit linearer Raumsteigung in axialer Richtung des Werkzeugs, auf Ab­ stand hintereinander angeordnet. Die Messer 15 sind am Kegelmantelteil 10 im Bereich eines Durchbruchs 16 ver­ stellbar 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 Kegelmantel­ teil 10 leiten die abgearbeiteten Späne 21 zur rückwärtigen Ausnehmung 9. Die Öffnung 18 der Durchbrüche 16 liegt in der Ebene der Außenfläche 11 der Kegelmantelteile 10. Die Messer 15 ragen mit einer Parallelschneidkante 19 und einer Schrägschneidkante 20 über die Außenfläche 11 des Kegelmantelteils 10 hinaus.

Die Parallelschneidkante 19 verläuft senkrecht zur Achse 3 des Zerspanerwerkzeugs 2, jedoch parallel zu dessen Stirnseite 12 und ebenso parallel zur Faser­ richtung des Rundholzes 5. Die Parallelschneidkante 19 der Messer 15 schneidet somit in Längsrichtung der ab­ zutrennenden Späne 21. Die Schrägschneidkante 20 ver­ läuft 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 Gerademantel­ linie 14 der stufenfrei glatten Außenfläche 11 des Kegel­ mantelteils 10.

Weiterhin ist der Fig. 2 eindeutig zu entnehmen, daß die Schrägschneidkante 20 der Messer 15 in einem etwas größeren Abstand vor der Geradmantellinie 14 des Kegel­ mantelteils 10 angeordnet ist, während der von der Schrägschneidkante 20 entfernt liegende Endteil 22 der Parallelschneidkante 19 der Messer 15 nahe an der Gerad­ mantellinie 14 angeordnet ist und somit im wesentlichen in der Ebene der glatt durchgehenden Außenfläche 11 liegt. Die Endteile 22 der Messer 15 liegen somit durch­ weg auf der schraubenförmig ansteigenden archimedischen Spirale, die so verläuft, daß die glatte Außenfläche 10 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 13 näherliegenden Messers 15 und der Schrägschneidkante 20 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 Werk­ stückkante 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 re­ duziert ist.

Die von den einzelnen Messern 15 gebildete, treppenförmig schräg verlaufende Spanabnahme endet in einer Schnitt­ fuge 26 eines stirnseitigen Sägerings 27 derart, daß die Parallelschneidkante 19 des Messers 15, das der Stirnseite 12 am nächsten liegt, nicht mehr voll zum Schneidein­ satz kommt. An dieser Stelle übernimmt der Sägering 27 die Erzeugung der Planfläche 7 des Rundholzes 5. Der Säge­ ring 27 ist so bemessen, daß er einen Vorausschnitt er­ zeugt.

Dem Sägering 27 ist an der Stirnseite 12 des Werkzeug­ kopfes 8 eine auswechselbare Führungsscheibe 28 zuge­ ordnet, die mit einer Führungsfläche 29 das Rundholz 5 an der Planfläche 7 führt. Der Fig. 3 ist zu entnehmen, daß die Führungsscheibe 28 drei Freischneider 30 auf­ weist. Die jeweilige Schneidkante 31 der Freischneider 30 liegt in der Ebene der Führungsfläche 29. Vor der 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 Zer­ spanerwerkzeugs 2 gedrückt, wobei durch die Schneid­ kante 31 der Freischneider 30 eine exakt plane Frei­ schneidoberfläche am Holz erzielt wird. Ein Verklemmen des Rundholzes 5 ist damit praktisch ausgeschlossen, wobei zudem gleichzeitig eine genaue Führung des Holzes an der Führungsfläche 29 gegeben ist.

Claims (8)

1. Zerspanerwerkzeug zum Profilzerspanen von Rundholz oder Modeln mit einem kegelstumpfförmigen, um eine Achse drehbaren Werkzeugkopf, der an einem Ke­ gelmantelteil vorstehende, auf Abstand spiralförmig hintereinander angeordnete Messer mit einer senk­ recht zur Achse sowie parallel zur Stirnseite des Werkzeugkopfes gerichteten Parallelschneidkante und einer spanlängenschneidenden Schrägschneidkante auf­ weist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kegelmantel­ teil (10) eine stufenfreie Außenfläche (11) mit durchgehender Gerademantellinie (14) aufweist und daß die Schrägschneidkante (20) des Messers (15) in ei­ nem kleineren Winkel zur Achse (3) des Werkzeugkopfes (8) verläuft als die Geradmantellinie (14) der stu­ fenfreien Außenfläche (11).

2. Zerspanerwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schrägschneidkante (20) des Messers (15) in einem größeren Abstand vor der Geradmantellinie (14) des Kegelmantelteils (10) angeordnet ist als ein der Schrägschneidkante (20) entfernt liegender Endteil (22) der Parallelschneidkante (19).

3. Zerspanerwerkzeug nach einem der vorstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der der Schräg­ schneidkante (20) des Messers (15) entfernt liegende Endteil (22) der Parallelschneidkante (19) im we­ sentlichen im Bereich der Geradmantellinie (14) des Kegelmantelteils (10) angeordnet ist.

4. Zerspanerwerkzeug nach einem der vorstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die stufenfreie Außenfläche (11) des Kegelmantelteils (10) die ein­ hüllende Mantelfläche einer archimedischen Spirale ist, auf der die parallelschneidkantenseitigen Endteile (22) der Messer (15) liegen.

5. Zerspanerwerkzeug nach einem der vorstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß von der stufen­ freien Außenfläche (11) des Kegelmantelteils (10) in Richtung der Geradmantellinie (14) im Bereich zwischen dem Endteil (22) des einen Messers (15) und der Schräg­ schneidkante (20) des der Stirnseite (12) des Werkzeug­ kopfes (8) näher liegenden Messers (15) ein Holzfrei­ raum (23) gebildet ist.

6. Zerspanerwerkzeug nach einem der vorstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Parallel­ schneidkante (19) und die Schrägschneidkante (20) des Messers (15) vor einer Öffnung (18) der stufenfreien Außenfläche (11) eines im Kegelmantelteil (10) aus­ gebildeten Durchbruchs (16) angeordnet sind, der beid­ seitig des Messers (15) je einen Freiraum (17, 17′) aufweist.

7. Zerspanerwerkzeug nach einem der vorstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeugkopf (8) an der der stufenfrei glatten Außenfläche (11) des Kegelmantelteils (10) 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 An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Stirn­ seite (12) des Werkzeugkopfes (8) einem vorausschnei­ denden Sägering (27) eine austauschbare Führungsscheibe (28) zugeordnet ist, die mindestens einen Freischneider (30) aufweist, dessen Schneidkante (31) in der Ebene der dem Holz zugewandten Führungsfläche (29) der Führungs­ scheibe (28) liegt, und daß vor der Schneidkante (31) des Freischneiders (30) eine flache spantaschenartige Vertiefung (32) in der Führungsscheibe (28) ausge­ bildet ist.