DE3114332C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Profilzerspanerwerkzeug ent­ sprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei bekannten Profilzerspanerwerkzeugen dieser Art (DE-OS 30 45 107) be­ wirkt das Kreissägeblatt, daß die in Hackschnitzel zu zerrhakende Schwarte des Rundholzes vorher abgesägt wird, in­ dem das Kreissägeblatt über den Durchmesser der dem Rundholz zugewandten Kegelstumpffläche hinausragt und so aufgrund seines größeren Durchmessers Schwartenteile absägt, die anschließend von den am Werkzeugkopf befestigten Hack­ messern bzw. von deren schräg verlaufenden Schneiden vom Rundholz abgehackt werden. Hierbei besteht die Gefahr, daß durch Hebelwirkungen, die insbesondere durch die voraus­ eilende Schnittfuge begünstigt werden können, vor allem am Ende eines Stammes größere Holzstücke aufgrund ver­ hältnismäßig großer Druckkräfte vom Rundholz abgebrochen werden. Durch derartige Bruchstücke können bei der Weiterbearbeitung des Restholzes Störungen auf­ treten und es wird bemängelt, daß die Oberflächenbe­ schaffenheit an der Zerspanungsseite des Rundholzes durch die herausgerissenen Holzstücke oftmals zu rauh ist und nicht den Anforderungen genügt.

Um bei einem solchen kombinierten Hack- und Sägeprozeß eine ausreichende Betriebssicherheit zu gewährleisten, muß das Kreissägeblatt eine gewisse Mindestdicke haben, die wiederum eine entsprechende Mindest-Schnittfugenbreite im Rundholz erzeugt. Heute übliche Werte liegen bei ca. 5 mm Schnittfugenbreite.Es wurde ermittelt, daß der spezifische Leistungsbedarf zur Erzeugung der Schnittfuge 6 bis 7mal höher ist als der spezifische Leistungsbedarf beim Zerhaken des Schwartenanteils zu Hackschnitzeln. Da das Kreissäge­ blatt und somit die Schnittfuge nahe der Mittelachse des Rundholzes verläuft, ist die Eingriffstiefe des Kreissäge­ blatts verhältnismäßig groß, so daß zur Durchführung des Sägeschnitts auch zwangsläufig eine hohe Antriebsleistung erforderlich ist. Diese Antriebsleistung zur Erzeugung der Schnittfuge entspricht etwa einer solchen Antriebsleistung, wie sie zur Hackschnitzelung eines ca. 30 bis 50 mm breiten und runden Schwartenanteils benötigt wird. Es besteht somit der Nachteil, daß der Antriebsleistungsbedarf des Kreissäge­ blatts, das aus Festigkeitsgründen eine gewisse Mindest­ stärke nicht unterschreiten darf, verhältnismäßig hoch ist, so daß die Bearbeitung des Holzes insgesamt aufwendig und teuer ist.

Aus der DE-PS 19 55 293 ist noch ein kegelstumpfförmiges Zerspanerwerkzeug für einen Profilzerspaner bekannt. Zur Erzeugung einer feinen Oberfläche ist dieses Werkzeug jedoch nicht in vollem Maße geeignet, weil lediglich Hackmesser vorgesehen sind, die entlang der kegelförmigen Oberfläche entlang einer Spiralbahn angeordnet sind und dann in der radialen Stirnfläche des Kegelstumpfs in eine über den Umfang verteilte Anordnung von Messern übergehen. Verglichen mit einem Sägeblatt im Zentrum des Zerspaners ergeben sich damit schlechtere Oberflächeneigenschaften des bearbeiteten Rundholzes bzw. Models.

Aus einem Prospekt "Präzisionswerkzeuge für die Holzbearbei­ tung" der Firma AKE-Knebel GmbH ist ein sogenannter Wende­ plattenzerspaner bekannt. Bei diesem Wendeplattenzerspaner ist zwar im Zentrum der Stirnseite ein Kreissägeblatt ange­ ordnet, während auf dem Umfang Hackmesser befestigt sind, diese Hackmesser sind jedoch zur Ebene des Sägeblatts ange­ stellt und laufen in der Mittelebene des Wendeplattenzerspa­ ners spitz zu. Damit sind die Eingriffsbereiche der Hack­ messer einerseits und der Zähne des Sägeblatts andererseits räumlich und von ihrer Flugbahn her deutlich voneinander getrennt, so daß ein optimales Zusammenwirken dieser beiden Zerspannungselemente nicht gegeben ist.

Aus der DE-OS 21 66 292 ist noch ein Werkzeugkopf bekannt, bei dem ein Kreissägeblatt auf einer radialen Stirnfläche eines kegelstumpfförmigen Zerspanerwerkzeugs angebracht ist. Auf der kegelförmigen Mantelfläche sind Hackmesser ange­ bracht. Allerdings ist die Anordnung bei diesem bekannten Werkzeug so getroffen, daß das Sägeblatt den Hackmessern vorauseilt, wodurch ein Vorschnitt über eine bestimmte Länge erzeugt wird, ehe die Hackmesser den entsprechenden Bereich zerspannen. Damit entspricht die Wirkungsweise dieses bekann­ ten Werkzeugkopfs im hier interessierenden Zusammenhang der Wirkungsweise des Zerspanerwerkzeugs nach der bereits ein­ gangs genannten DE-OS 30 45 107.

Schließlich zeigt eine Ersatzteilliste 247-8/78-03-01 der Firma Kockums noch ein weiteres kegelstumpfförmiges Zerspa­ nerwerkzeug mit auf der radialen Stirnfläche angeordnetem Sägeblatt. Im übrigen entspricht dieses bekannte Zerspaner­ werkzeug demjenigen der bereits weiter oben erläuterten DE-PS 19 55 293. Der genannten Ersatzteilliste ist vor allem nicht zu entnehmen, welches im einzelnen die räumliche Zuordnung des Kreissägeblatt zu den Hackmessern in axialer und radialer Richtung sein soll.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein Profilzerspanerwerkzeug der in der eingangs genannten DE-OS 30 45 107 geschilderten Art dahingehend weiterzubil­ den, daß bei der Holzzerspanung eine weitgehend glatte, aufrißfreie Seitenoberfläche des Rundholzes erzielt wird und eine Kosteneinsparung mit geringerem Energiebedarf bei der Holzzerspanung möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Kennzeichnungs­ merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Mit der Erfindung wird der Vorteil erreicht, daß die Säge­ zähne des Kreissägeblatts erst nach dem Hackprozeß in Eingriff kommen und von der durch die parallel zum Kreis­ sägeblatt verlaufende Schneide der Hackmesser erzeugten Seite des Rundholzes nur noch eine so geringe Eingriffstiefe abspanen, daß die von der Hackmesser-Vorbearbeitung zurückgebliebenen Oberflächenrauhigkeiten beseitigt werden, so daß eine einwandfrei glatte Seitenoberfläche am Rundholz erzielt wird. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß aufgrund des erfindungsgemäßen nur geringfügigen Vorstandes des Kreissägeblatts letzteres auch nur verhältnismäßig wenig Holz zu zerspannen hat, nämlich nur so viel, um die Oberflächenrauhigkeiten zu beseitigen, wofür lediglich eine ausgesprochen kleine Antriebsleistung erforderlich ist, so daß die Holzzerspanung an der Seite des Rundholzes mit nur geringem Aufwand einfach und kostengünstig durchzuführen ist.

Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Er­ findung sind durch die Merkmale der Unteransprüche gegeben.

Da die zu bearbeitenden Hölzer je nach ihrer Art, ihrem Astanteil, ihrem Feuchtigkeitsgehalt, Faserverlauf, Jahres­ ringabstand und anderen Eigenschaften sehr stark schwanken bzw. unterschiedlich sein können, kann es zweckmäßig sein, den Vorstand des Kreissägeblatts und damit die Ein­ griffstiefe der Sägezähne im Holz variabel, d. h. einstell­ bar auszuführen. Dadurch ist es möglich, das Kreissäge­ blatt bzw. dessen Vorstand jeweils optimal auf das zu be­ arbeitende Holz einzustellen und entsprechend der jeweiligen Oberflächenrauhigkeit zur Erzielung einer glatten Fläche mit minimaler Antriebsleistung die geringst mögliche Eindring- bzw. Zerspanungstiefe zu wählen. Auf diese Weise ist es möglich, den bisher hohen Leistungsanteil des Kreis­ sägeblatts auf ein Mindestmaß zu reduzieren, indem der vom Holz abzuspanende Betrag niemals größer ist als unbedingt notwendig und auf einfachste Art eine An­ passung an die jeweiligen Verhältnisse erfolgt.

Hierbei kann es günstig sein, entweder das Kreissägeblatt oder das der Holzfläche am nächsten liegende Hackmesser so axial einstellbar anzuordnen, daß für das Kreissäge­ blatt die beabsichtigte geringe Eingriffstiefe stehen bleibt.

Weiterhin kann es für ein Nachschärfen der Sägezähne vor­ teilhaft sein, das Kreissägeblatt an einer Grundplatte anzuordnen, die am Werkezugkopf lösbar befestigt ist, wie es an sich aus der DE-OS 30 45 107 bekannt ist, so daß zum Nachschärfen die gesamte Platte mit dem Kreis­ sägeblatt vom Profilzerspanerwerkzeug abgenommen werden kann.

Darüber hinaus kann es zur Leistungserhöhung bei der Holz­ bearbeitung günstig sein, das Kreissägeblatt separat drehbar koaxial zu lagern, wobei z. B. die Möglichkeit besteht, das Kreissägeblatt von der Kegelstumpffläche des Werkzeugkopfes zu lösen und auf eine eigene Achse ko­ axial zur Zerspanerachse zu setzen. Dabei kann es vorteil­ haft sein, dem Kreissägeblatt einen eigenen Antrieb zuzu­ ordnen, mit dem eine andere Drehgeschwindigkeit des Kreis­ sägeblattes erzielt werden kann als sie der Werkzeug­ kopf mit den Hackmessern aufweist.

Um eine exakte Führung des Models während der Zerspanungs­ vorgänge zu gewährleisten, kann es weiterhin günstig sein, dem Kreissägeblatt im Axialbereich eine Führungsscheibe zuzuordnen, wie bereits die DE-OS 30 45 107 zeigt, die zweckmäßig im Verhältnis zu den Sägezähnen des Sägeblattes einstellbar ausgeführt werden kann.

In der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung ist in schematischer Darstellung eine Ausführungs­ form als Beispiel gezeigt. Es stellen dar

Fig. 1 eine Teilschnittansicht eines Proifilzerspanerwerkzeugs mit einem zu bearbeitenden Rundholz und

Fig. 2 eine Stirnseitenansicht des Profilzerspanerwerk­ zeugs gemäß Fig. 1.

Das in der Zeichnung dargestellte Profilzerspanerwerkzeug 1 dient der Hackschnitzelerzeugung und Seitenbearbeitung eines Rundholzes 2, das gemäß dem Pfeil in Vorschubrichtung 3 am Profilzerspanerwerkzeug 1 vorbeitransportiert wird. Nach dem Verlassen des Profilzerspanerwerkzeugs 1 weist die bearbeitete Seitenfläche 4 eine glatte Oberfläche auf.

Während der Holzbearbeitung rotiert der Werkzeugkopf 5 des Profilzerspanerwerkzeugs 1 um eine Achse 6. Der Werk­ zeugkopf 5 besitzt Hackmesser 7, die in entsprechenden Abständen zueinander angeordnet sind und eine Schneide 8 aufweisen, die eine schräg verlaufende Kegelfläche 9 des Werkzeugkopfes 5 überragen. Die Hackmesser 7 sind parallel zur Achse 6 verstellbar am Werkzeugkopf 5 befestigt, so daß der Überstand der Schneide 8 vor der Kegelfläche 9 ein- bzw. nachstellbar ist. Die Länge der Schneide 8 entspricht der Hackschnitzellänge 10. Die vom Rundholz 2 abgearbeiteten Hackschnitzel werden für die Zellulosever­ arbeitung od. dgl. eingesetzt.

An der dem Rundholz 2 zugewandten Stirnseite des kegel­ stumpfförmigen Werkzeugkopfes 5 befindet sich ein Kreis­ sägeblatt 11, das ebenfalls um die Achse 6 rotiert. Das Kreissägeblatt 11 ist an einer Grundplatte 12 befestigt, die am Profilzerspanerwerkzeug 1 lösbar angeordnet ist, so daß das Kreissägeblatt 11 mit der Grundplatte 12 im Bedarfsfalle beispielsweise zum Nachschärfen der Säge­ zähne 13 leicht abgenommen werden kann. Das Kreissägeblatt 11 ist axial ver­ stellbar angeordnet, so daß eine Feineinstellung für den Eingriff der Sägezähne 13 in das Rundholz 2 möglich ist. Darüber hinaus ist vorgesehen, das Kreissägeblatt 11 auch separat drehbar zu lagern und mit einem eigenen Antrieb zu versehen, so daß es gegenüber dem Werkzeugkopf 5 mit einer anderen Drehzahl betrieben werden kann. Der Fig. 2 ist außerdem zu entnehmen, daß dem Kreissägeblatt 11 im Axialbereich zur besseren Führung des Rundholzes 2 eine Führungsscheibe 14 zugeordnet ist, die eben­ falls axial fein einstellbar ist.

Die Fig. 1 zeigt deutlich, daß die Schneide 8 des Hack­ messers 7 parallel zur Sägeblattschneideebene 15 ver­ läuft. Dabei sind das Kreissägeblatt 11 und das diesem nächstliegende Hackmesser 7 so zueinander eingestellt, daß die Sägeblattschneidebene 15 in Richtung zum Rund­ holz 2 nur ganz geringfügig vor der Parallelebene 16 der Schneide 8 liegt, so daß ein nur sehr kleiner Vorstand 17 der Sägeblattschneidebene 15 vor der Parallelebene 16 gegeben ist. Dieser Vorstand 17 ist erheblich kleiner als die Stärke der Sägezähne 13 bzw. des Kreissägeblatts 11. Durch entsprechende Axialverstellung des Kreissäge­ blatts 11 und/oder des diesem nächstliegenden Hackmessers 7 ist der Vorstand 17 optimal auf die jeweiligen Be­ arbeitungsverhältnisse, die im wesentlichen von den unter­ schiedlichen Holzeigenschaften mitbestimmt werden, wähl­ bar. Damit ist gewährleistet, daß je nach Astigkeit, Feuchtig­ keit, Faserlauf, Jahresringabstand und ähnlichen Eigen­ schaften des Holzes stets eine einwandfrei glatte Seiten­ fläche 4 bei jeweils geringst möglichem Sägezahneingriff in das Holz gegeben ist, wobei aufgrund des geringen Sägezahneingriffs zudem eine kostensparende Holzzerspanung mittels verhältnismäßig geringer Antriebsleistung er­ zielt wird.

Weiterhin ist der Fig. 1 klar zu entnehmen, daß in radialer Richtung des Werkzeugkopfes 5 der Abstand des freien Endes 18 zur Achse 6 um eine Hackschnitzellänge 10 kürzer ist als der Abstand zwischen der Achse 6 und der dieser entfernt liegenden Schneidkante 19 des Hackmessers 7 be­ trägt. Das heißt, daß der äußere Sägezahnflugradius des Kreissägeblatts 11 kleiner ist als der äußere Schneid­ flugradius des Hackmessers 7, und zwar um das Maß der Länge der Schneide 8 bzw. der Hackschnitzellänge 10. Damit ist die Möglichkeit gegeben, daß das Hackmesser 7 und das Kreissägeblatt 11 so zueinander axial eingestellt werden können, daß sich der größte Teil der Stärke bzw. Breite der Sägezähne 13 hinter der der Achse 6 naheliegenden Seitenkante 20 des Hackmessers 7 befindet und nur ein geringer Teil der Sägezahnbreite den Vorstand 17 bildet.

Claims (7)

1. Profilzerspanerwerkzeug mit einem um eine Achse ro­ tierenden Werkzeugkopf, der Hackmesser mit einer an einer Kegelfläche vorstehenden Schneide zur Hack­ schnitzelerezugung und Seitenbearbeitung eines Rund­ holzes aufweist, und mit einem an einer dem Rundholz zugewandten Stirnseite des Werkzeugkopfes koaxial angeordneten Kreissägeblatt, das Sägezähne zur Seitenflächenbearbeitung des Rundholzes besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneide (8) des Hackmessers (7) in einer Parallelebene (16) zur Säge­ blattschneidebene (15) angeordnet ist, daß in radialer Richtung des Werkzeugkopfes (5) der Abstand (Säge­ zahnflugradius) der freien Enden (18) der Sägezähne (13) des Kreissägeblatts (11) zur Achse (6) mindestens um eine Hackschnitzellänge (10) der Schneide (8) in der Parallelebene (16) kürzer ist als der Abstand (äußerer Schneidenflugradius) zwischen der Achse (6) und einer dieser entfernt liegenden Schneidkante (19) des Hackmessers (7) und daß in axialer Richtung des Werkzeugkopfes (5) ein Vorstand (17) der Sägeblatt­ schneidebene (15) von der Parallelebene (16) der Schneide (8) des Hackmessers (7) kleiner ist als die Stärke der Sägezähne (13) bzw. des Kreissägeblatts (11).

2. Profilzerspanerwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Vorstand (17) der Sägeblatt­ schneidebene (15) von der Parallelebene (16) der Schneide (8) des Hackmessers (7) in Axialrichtung des Werkzeugkopfes (5) einstellbar ist.

3. Profilzerspanerwerkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorstand (17) der Sägeblattschneidebene (15) durch Axialver­ stellung des Kreissägeblatts (11) und/oder des der Achse (6) nächstliegenden Hackmessers (7) veränder­ bar ist.

4. Profilzerspanerwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kreis­ sägeblatt (11) an einer am Werkzeugkopf (5) lösbar befestigten Grundplatte (12) angeordnet ist.

5. Profilzerspanerwerkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kreis­ sägeblatt (11) separat drehbar koaxial gelagert und für eine gegenüber der Drehzahl des Werkzeug­ kopfes (5) andere Drehgeschwindigkeit mit einem eigenen Antrieb versehen ist.

6. Profilzerspanerwerkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kreissäge­ blatt (11) im Axialbereich zur Holzführung eine Führungsscheibe (14) zugeordnet ist.

7. Profilzerspanerwerkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungs­ scheibe (14) koaxial in bezug zu den Sägezähnen (13) bzw. der Sägeblattschneidebene (15) des Kreissägeblatts (11) einstellbar ist.