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Verstellbarer Fasemesserkopf
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Die Erfindung betrifft einen verstellbaren Fasemesserkopf mit einem
Grundkörper und mindestens einem in einer Aussparung des Grundkörpers stufenlos
um eine Achse schwenkbar angeordneten und in wählbarer Schwenklage feststellbaren
Messerträger. Derartige Fasemesserköpfe werden für die Bearbeitung von Holz, Kunststoff
und Leichtmetallen eingesetzt, wenn das Werkstück mit einer Fase versehen werden
muß.
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Da vielfach die an einem Werkstück vorgesehene Fase hinsichtlich ihres
Winkels mit der Fase eines anderen Werkstückes übereinstimmen muß, muß die Winkellage
des Messerträgers bezüglich des Grundkörpers genau einstellbar sein. Diese Forderung
erfüllen diejenigen bekannten Fasemesserköpfe der eingangs genannten Art, deren
Messerträger nur in Stufen verstellt werden kann, weil diese Stufen durch fqrmschlüssig
ineinander
greifende Werkstoffpartien, beispielsweise eine Verzahnung,
konstruktiv festgelegt sind.
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Vielfach wird jedoch eine stufenlose Verstdlba.rkeit der Messerträger
verlangt. Diese Forderung erfüllen zwar bekannte Fasemesserköpfe der eingangs genannten
Art, bei denen entweder jedem einzelnen Messerträger oder allen Messerträgern gemeinsam
ein Schneckengetriebe zugeordnet ist, mittels dessen der Messerträger um seine Achse
geschwenkt werden kann. Wegen des unvermeidlichen Spiels eines solchen Getriebes
ist aber eine genaue Einstellung der Winkellage schwierig. Bei einem gemeinsamen
Antrieb aller Messerträger kann es außerdem infolge von Fertigungsungenauigkeiten
dazu kommen, daß.die einzelnen Messerträger nicht alle in die gleiche Winkelposition
gebracht werden können. Außerdem ist der Aufwand, den die Verstellbarkeit der Messerträger
erfordert, groß.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Fasemesserkopf
zu schaffen, der nicht nur stufenlos verstellbar ist, sondern es auch mit einem
möglichst geringen Aufwand ermöglicht, jeden vorhandenen Messerträger mit hoher
Genauigkeit auf die gewünschte Winkellage einzustellen. Diese Aufgabe löst ein Fasemesserkopf
mit den Merkmalen des Anspruches 1.
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Da der Messerträger drehbar und axial verschiebbar auf der Achse gelagert
ist, kann er stufenlos verstellt werden, obwohl die Achse drehfest im Grundkörper
festgelegt ist. Er kann außerdem in jeder beliebigen, innerhalb des Verstellbereichs
liegenden Winkelposition festgestellt werden, da die Feststellung durch einen Reibschluß
zwischen dem Messerträger und einer relativ zum Grundkörper unbeweglichen Anschlagfläche
erfolgt. Die genaue Einstellbarkeit der gewünschten Winkelposition ist dadurch gewährleistet,
daß der Spannkörper, welcher den Messerträger gegen die Anschlagfläche des Grundkörpers
drückt, relativ zur Achse nur in deren Längsrichtung verschiebbar, nicht aber drehbar
ist. Daher kann auf den MessertrAger selbst dann, wenn die Spannvorrichtung auf
den Spannkörper ein Drehnoment ausübt,kein Drehmom?nt, sondern
nur
eine in Längsrichtung der Achse wirkende Kraft ausgeübt werden, Der Aufwand ist
of;feRsichtlich gering, da außer der Achse für den Messerträger nur der Spannkörper
und eine Spannvorrichtung notwendig sind, welche den Spannkörper in Längsrichtung
der Achse gegen den Messerträger zu drücken.vermOgen.
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Bei einer bevorzugten Ausfhrungsform sind der Spannkörper und der
Messerträger genuß Anspruch 2 ausgebildet.
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Eine Skala mit zugehöriger Markierung gemäß Anspruch 3 ermöglicht
ohne Hilfsmittel die Einstellung der gewünschten Winkelposition. Die Markierung
kann dabei als Nonius ausgebildet sein.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Spannvorrichtung gemäß
Anspruch 4 eine auf einem Gewinde der Achse geführte Mutter auf. Man erreicht hierdurch
nicht nur einen minimalen Aufwand, sondern benötigt für eine Einstellung oder Verstellung
des Messerträgers nur einen Schraubenschlüssel oder Schraubendreher.
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Die Drehzahl, mit der ein Fasemesserkopf im Betrieb läuft, ist in
der Regel sehr hoch. Daher ist es vorteilhaft, wenn gemäß Anspruch 5 die Schwerlinie
des komplett bestückten Messerträgers mit dessen Drehachse zusammenfällt. Es wird
dann in keiner Winkelstellung durch die am Messerträger angreifenden Fliehkräfte
auf ihn ein Moment ausgeübt. Die Reibkraft, mittels deren der Messerträger in der
gewählten Winkelposition festgehalten wird, braucht deshalb nicht so hoch zu sein
wie bei einer Ausführungsform, bei der die Fliehkräfte ein Drehmoment auf den Messerträger
ausüben.
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Die Festlegung der Achse im Grundkörper und die drehfeste Verbindung
des Spannkörpers mit der Achse ist in verschiedener Weise möglich. Beispiefsweise
kann die Achse gemäß Anspruch 8 wenigstens eine in axialer Richtung yerlaufende
Führungsnut aufweisen, in - die je ein Führungskörper des Grundkörpers und des Spannkrpers
eingreift. Bei diesem Führungskörper kann es sich um eine Paßfeder handeln. Weist
wie dies ebenfalls möglich ist, die Achse mehrere in ihrer Längsrich-
tung
verlaufende Führungsnuten auf, wie dies beispielsweise bei einem Vielkeilprofil
der Fall ist, dann kann man die Nabe des Spannkörpers und die die Achse aufnehmende
Bohrung des Grundkörpers mit einem korrespondierenden Profil versehen. Eine andere
vorteilhafte Möglichkeit, die in der Regel einen geringeren Aufwand erfqrdern dürfte,
besteht darin, die Achse mit einem Querschnittsprofil gemäß Anspruch 7 auszubilden
und das Profil der Nabenbohrung des Spannkörpers sowie das Profil der die Achse
aufnehmenden Bohrung des Grundkörpers korrespondierend zu wählen. Man kann aber
selbstverständlich die Achse auch durch die im Anspruch 11 genannten Mittel im Grundkörper
festlegen. In diesem Falle braucht dann nur der den Spannkörper tragende-Abschnitt
so ausgebildet zu sein, daß der Spannkörper drehfest auf der Achse sitzt. Im übrigen
kann die Achse zylindrisch ausgebildet sein.
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Das Messer kann einstückig mit dem Grundkörper ausgebildet sein. In
der Regel wird jedoch eine auswechselbare Festlegung am Messerträger vorteilhafter
sein. In beiden Fällen ist eine Hartmetallbestückung möglich.
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Im folgenden ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels im einzelnen erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 eine aufgebrochen dargestellte Stirnansicht des
Ausführungsbeispiels, Fig. 2 eine Draufsicht des Ausführungsbeispiels, Fig. 3 einen
Schnitt nach der Linie III-ISI der Fig. 2, Fig. 4 einen Schnitt entsprechend Fig.
3 einer abgewandelten Form des Ausführungsbeispiels.
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Ein stufenlos verstellbarer Fasemesserkopf für die Bearbeitung von
Holz, Kunststoff und Leichtmetallen hat einen Grundkörper mit einer zentralen AufahlebohrungEür
eine nicht dargestellte Maschinenspindel. Die Form des,GrundkörpeXS 1 gleicht einer
dicken Ringscheibe, deren A.ußenantelflche abgerundet
ist, wie Fig.
2 zeigt.
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An diametral gelegenen Stellen ist der Grundkörper 1 rEtit je einer
Ausnehmung 3 versehen. Beide Ausnehmungen sind gleich ausgebildet, weshalb nur die
eine dargestellt ist. Die Ausnehmung 3 erstreckt sich von der einen zur anderen
Stirnfläche des Grundkörpers 1 und ist, wie Fig, 1 zeigt, seitlich durch zueinander
parallele, ebene Flachen 4 bzw. 5 begrenzt, die symmetrisch zu einer Radialebene
des Grundkörpers liegen.
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Gegen die Aufnahmebohrung 2 hin ist die Ausnehmung 3 durch eine ebene,
rechtwinklig zu den Flächen 4 und 5 verlaufende Grundfläche begrenzt, Lotrecht zu
derjenigen Radialebene, zu der die Flachen 4 und 5 parallel verlaufen, durchdringt
den Grundkörper eine Bohrung 6, die an beiden Enden in je eine Erweiterung 7 bzw.
8 mündet.
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In der Erweiterung 7 liegt der Kopf eines Bolzens 9, dessen Schaft
sich bis in die Erweiterung 8 hinein erstreckt. Dieser Schaft ist in einem Abschnitt,
der vom Kopf bis nahezu an die von ihm weiter entfernte Fläche 5 der Ausnehmung
3 reicht, als ein Vierkant mit abgerundeten Längskanten ausgebildet, wobei, wie
Fig. 3 zeigt, die Abrundungen auf einer zur Bolzenlängsachse konzentrischen Zylinderfläche
liegen. An dieses Querschnittsprofil des Schaftes ist der Querschnitt der Bohrung
6 im Bereich zwischen der Erweiterung 7 und der dieser näher liegenden Fläche 4
angepaßt. Der Bolzen 9 ist deshalb drehfest im Grundkörper 1 festgelegt.
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An den das abgerundete Vierkantprofil aufweisenden Abschnitt des Schaftes
schließt sich, wie Fig. 1 zeigt, ein zylindrischer Abschnitt an, der in denjenigen
Teil der Bohrung 6 hineinreicht, der zwischen der Fläche 5 und der Erweiterung 8-liegt.
Auf diesem Abschnitt sitzt mit einem. allenfalls sehr geringen Spiel ein Zwischenring
10, der spielfrei oder mit ein.ea ninimalen Spiel in dem ihn aufnehmenden Teil der
Bohrung.6 gelagert ist.
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Der Bolzen 9 ist deshalb praktisch spiel frei zu beiden Seiten der
Ausnehmung 3 im Grundkbrper 1 gelagert.
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Der über den Zwischenring 10 überstehende Endabschnitt des Bolzens
9 ist mit einem Außengewinde versehen, auf das eine Mutter aufgeschraubt ist, mittels
deren der Zwischenring 10 gegen den Kopf des Bolzens 9 hin gedrückt werden kann.
Die Mutter 11 ist im Ausführungsbeispiel an den Durchmesser des sie aufnehmenden
Teils der Bohrung 6 angepaßt und an dem in die Erweiterung 8 ragenden Ende mit einem
Innensechskant versehen, in die ein Sechskant-Schraubendreher eingesetzt werden
kann.
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Auf dem in der Ausnehmung 3 liegenden Abschnitt des Schaftes des Bolzens
9 ist drehbar und axial verschiebbar ein Messerträger 12 gelagert, der zur Grundfläche
der Ausnehmung 3 hin eine zur Längsachse des Bolzens 9 konzentrisch verlaufende
Mantelfläche hat, wie Fig. 3 zeigt, und seitlich über den Grundkörper 1 übersteht.
Im radial außerhalb der den Bolzen 9 aufnehmenden Durchgangsbohrung liegenden Abschnitt
ist der Messerträger 12 mit einer Aussparung versehen, in der ein Messer 13 auswechselbar
in einer bestimmten Lage bezüglich des Messerträgers in diesem mit Hilfe eines Klemmkörpers
14 und zweier Klemmschrauben 15 festlegbar ist, wie dies insbesondere Fig. 1 zeigt.
Das Messer steht in dieser Lage seitlich in gleichem Maße über den Messerträger
12 über, wie Fig. 3 zeigt. Außerdem verläuft, wie dies die Figur ebenfalls zeigt,
die Schneide des Messers 13 im montierten Zustand parallel zur äußeren Mantelfläche
des Messerträgers. Die Lage der den Bolzen 9 aufnehmenden Bohrung des Messerträgers
12 ist so gewählt, daß ihte Längsachse mit der Schwerlinie des komplett bestückten
Messerträgers 12 zusammenfällt. In jeder beliebigen Winkellage des Messerträgers
bezüglich des Bolzens 9 führen die am Messerträger angreifenden Fliehkräfte zu keinem
Drehmoment bezüglich der Bohrungslängsachse.
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Die der Fläche 4 zugekehrte Seite des-Messerträgers 12 ist als eine
ebene vom Bolzen 9 lotrecht durchdrungene Flache ausgebildet, die vollflächig an
der als Anschlagfläche dienenden Fläche 4 anliegen kann. Die andere SeitenfläChe
des Messertragers 12 liegt im -bstand von der ihr zugekehrten Fläche 5.
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Zu dieser Seite hin erweitert sich die den Bolzen 9 aufnehmende Durchgangsbohrung
und bildet einen Innenkonus 16, in den ein korrespondierend ausgebildeter Außenkonus
eines Spannkegels 17 eingreift.
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Die Basis des A.nBen.konus des Spannkegels 17 umgibt im Abstand eine
konzentrisch zur L«gsachse verlaufende, gegen den Messerträger 12 weisende Ringschneide,
die in eine Ringnut in der dem Spannkegel zugekehrten Seitenfläche des Messerträgers
12 eingreift. Diese Ringnut ist nahe der Außenmantelfläche des Messerträgers vorgesehen,
auf der eine Markierung 18 vorgesehen ist, die im Ausführungsbeispiel nach dem Prinzip
eines Mit Nonius ausgebildet ist./dieser sich bis zur Stirnseite erstreckenden Markierung
18 arbeitet eine Winkelskala 19 zusammen, die auf der zylindrischen, sich an die
Ringschneide anschließenden Außenmantelfläche des Spannkegels 17 anschließt, wie
Fig. 2 dies zeigt. Die Winkelskala 19 erlaubt es, zusammen mit der Markierung 18
mit großer Präzision die Winkellage des Messerträgers 12 relativ zum Spannkegel
17 einzustellen.
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Der Spannkegel 17 hat eine an das Vierkantquerschnittsprofil des Schaftes
de BolBens, 9 angapaste Nabenbahrung. Er sitzt oder mit einem minimalen Spiel deshalb
spielfrei /auf dem Bolzen 9 und ist nur in dessen Längsrichtung verschiebbar, nicht
jedoch relativ zum Bolzen 9 verdrehbar. Daher ist auch seine Winkellage bezüglich
des Grundkörpers 1 nicht veränderbar.
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Die Einstellung der Winkellage des Messerträgers 12 bezüglich des
Grundkörpers 1 erfolgt in der Weise, daß nach dem Lösen der Mutter 11 der Messerträger
12 mit Hilfe der Markierung 18 und der Winkelskala 19 in die gewünschte Winkelposition
gebracht wird. Danach wird die Mutter 11 wieder festgezogen.
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Sie drückt dabei den Spannkegel 17 in den Innenkonus des Messerträgers
12 und letzteren gegen die Fläche 4 des Grundkörpers.
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Swohl der Reibschluß mit der Flache 4 als auch mit dem Spannkegel
17 halten den Messertrager in der gewählten Winkellage.
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Das beim Festziehen der Mutter über den Zwischearing 1-0 auf den Spannkegel
17 übertragene Drehmoment kann zu keiner Drehung des Spannkegels 17 führen, da dieser
von dem undrehbar im Grund-
körper 1 festgelegten Bolzen 9 gegen
eine Verdrehung formschlüssig gesichert ist. Beim Festziehen der Mutter wird deshalb
auf den Messerträger 12 kein Drehmoment ausgeübt, so daß sich an der präzisen Positionierung
des Messerträgers nichts ändert.
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Eine drehfeste Verbindung zwischen dem Bolzen 9 und dem Grundkörper
1 sowie die drehfeste, aber längsverschiebbare Anordnung des Spannkegels 17 auf
dem Bolzen 9 läBt sich auch mit anderen Querschnittsprofilen des Bolzenschaftes
erreichen. Beispielsweise kann, wie Fig. 4 zeigt, der Schaft des Bolzens 9 ein Vielkeilprofil
haben. Der zwischen der Erweiterung 7 und der Ausnehmung 3 liegende Teil der Bohrung6
des Grundkörpers 1 sowie die Nabenbqhrung des Spannkegels 17 müssen dann ein korrespondierendes,
einen spielfreien Eingriff ergebendes Querschnittsprofil haben.
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Eine weitere, nicht dargestellte Möglichkeit ist die Verwendung je
einer paß feder, die in eine Längsnut des zylindrischen Schaftes des Bolzens 9 und
in je eine Längsnut des Spannkegels 17 und des Grundkörpers 1 eingreift. Es ist
jedoch nicht erforderlich, daß die Verdrehsicherung des Bolzens 9 in der Bohrung
6 in gleicher Weise erfolgt wie die Verdrehsicherung des Spannkegels 17. Beispielsweise
könnte der Bolzen 9 auch durch radiales oder axiales Verstiften, durch Schweißen,
Löten, Kleben, durch eine Schrumpfpassung, durch Vernieten, Stauchen, durch Verkeilen
oder mittels einer Hydrospannung im Grundkörper festgelegt werden.
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Alle in der vorstehenden Beschreibung erwähnten sowie auch die nur
allein aus der Zeichnung entnehmbaren Merkmale sind als weitere Ausgestaltungen
Bestandteile der Erfindung, auch wenn sie nicht besonders hervorgehoben und insbesondere
nicht in den Ansprüchen erwähnt sind.
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/Ansprüche-