DE3541077A1 - Scheibenfoermiges werkzeug zum trennschneiden und formatbearbeiten - Google Patents
Scheibenfoermiges werkzeug zum trennschneiden und formatbearbeitenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein flaches scheibenförmiges
Werkzeug mit am Außenumfang angeordneten jeweils eine
Schneide tragenden Zähnen zum Trennschneiden und/oder
Formatbearbeiten von Holzplatten, beschichteten
Spanplatten, Kunststoffplatten, Hartfaserplatten oder
Platten aus Plexiglas oder Leichtmetall, wobei die
Schneide durch einen im wesentlichen achsparallelen ersten
Schneidenteil an der Schneidenspitze und mindestens einen
direkt oder indirekt anschließenden in einer Ebene
senkrecht zur Drehachse verlaufenden Seitenschneidenteil
gebildet ist, der die werkzeugbreiteste Stelle bildet und
die Kante des Werkstücks schneidet.
Bei bekannten solchen Werkzeugen, insbesondere
Kreissägeblättern sind die Zähne scharfkantig und die
eigentliche Schnittkante des bearbeiteten Werkstücks wird
nur durch den extrem kleinen Eckbereich der Zahnkante
erzeugt. Dieser scharf vorstehende Bereich ist daher einem
besonders starken Verschleiß unterworfen, so daß keine
lange Standzeiten der Werkzeuge erreicht werden können.
Die Sauberkeit des Schnitts leidet bereits bei relativ
geringem Verschleiß der Zahnecken.
Zur Verbesserung der Schnittqualität ist auch bekannt, bei
jedem zweiten Zahn die Zahnecken abzuschrägen, so daß
jeweils dieser Zahn als Räumzahn dient. Dies schließt aber
nicht aus, daß die Schnittkante am Werkstück trotzdem
durch die scharf vorstehenden Schneidkanten der jeweils
ersten Sägezähne gebildet wird, so daß sich diese
ebenfalls schnell abnutzen und keine Verbesserung der
Standzeit des Werkzeugs mit dieser bekannten Maßnahme
erreicht werden kann.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es ein Werkzeug der
eingangs genannten Art so zu verbessern, daß eine
wesentlich längere Standzeit bei zusätzlicher Verbesserung
der Schnittqualität erreicht wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß der
Übergang von der Zahnspitze her zu der werkzeugbreitesten
Stelle der Seitenschneiden gekrümmt ist und tangential in
diese werkzeugbreiteste Stelle übergeht.
Hierdurch wird erreicht, daß der eigentliche
Kantenfertigschnitt des zu bearbeitenden Werkzeugs durch
einen flachen Anschnitt, der kontinuierlich in einen
relativ langen, die Werkstückkante erzeugenden
Schneidenteil übergeht, gebildet wird. Dadurch kann die
Standzeit des Werkzeugs um ein mehrfaches, wenigstens um
einen Faktor 3 erhöht werden.
Durch den Einstellwinkel der Schneidkante beim Eintritt in
das Werkstück erfolgt kein schlagartiger Einschnitt, wie
bei einer achsparallelen Schneide, sondern ein schälender
Schnitt, da der achsparallele Anteil der Schneide je nach
Ausführung der Krümmung bis auf Null zusammenschrumpfen
kann. Die Schnittkante wird mit der Drehung des Werkzeugs
erst nach und nach durch den kontinuierlich in das
Werkstück eindringenden Schneidkantenbereich erzeugt.
Damit wird gleichzeitig wegen des gleichförmigen
Schnittkraftverlaufs auch die Schallabstrahlung bei der
Werkstückbearbeitung vermindert, zugleich wird der Schnitt
der praktisch parallel zur zu bearbeitenden Kante verläuft
sehr sauber im Gegensatz zum treppenartigen Schnitt bei
den bekannten üblichen Verzahnungen.
Ein gewisses Freischneiden unter Vermeidung einer
Verklemmung des scheibenförmigen Werkzeugs, insbesondere
bei der Verarbeitung von Holz mit inneren Spannungen kann
zur Werkzeugmittelachse hin nach der werkzeugbreitesten
Stelle die Seitenschneide unter einem Freiwinkel zwischen
etwa 0,5 und 1° weitergeführt werden, wobei auch hier auf
einen kontinuierlichen, d. h. gekrümmt verlaufenden und
jeweils tangential anschließenden Übergang zu achten ist.
Der Freiwinkel zwischen der Schnittfläche und der
seitlichen Zahnfläche kann etwa 4° betragen.
Der Übergang von der Zahnspitze her zur werkzeugbreitesten
Stelle kann für eine besonders einfache Herstellbarkeit
eine konstante Krümmung aufweisen, dabei kann die ganze
Zahnspitze halbkreisförmig ausgebildet sein, es kann aber
auch nur der Eckbereich des Zahns mehr oder weniger
abgerundet sein. Als besonders vorteilhaft hat sich eine
elliptische Ausbildung des Übergangs erwiesen, wobei zur
Zahnspitze hin die Krümmung zunimmt und damit der
Krümmungsradius kleiner wird.
Herstellung und exakte Bearbeitung sind bei besonders
langer Standzeit bei der Ausbildung der Schneiden aus
Hartmetall oder polikristallinem Diamant (PKD) erreichbar.
Eine gute Schnittqualität ist aber ebenfalls mit Schneiden
aus HSS-Stahl und ähnlichen Legierungen möglich. Der
Schneidenwerkstoff ist jeweils auf den entsprechenden
Werkstück-Werkstoff abzustimmen.
Insbesondere bei der Formatbearbeitung vorgeschnittener
Platten ist es besonders vorteilhaft, daß neben dem
scheibenförmigen Werkzeug ein Zerspaner vorgesehen ist,
dessen wirksamer Arbeitskreis kleiner ist als der des
scheibenförmigen Werkzeugs um so die entstehenden
weggeschnittenen Werkstückteile gleichzeitig mit der
Werkstückbearbeitung zu zerkleinern um sie leicht
wegtransportieren zu können. Üblicherweise haben die
vorgeschnittenen Platten ein Übermaß von etwa 3 bis 7 mm.
Bei größeren Übermaßen kann der Zerspaner Zahnsegmente mit
im Abstand nebeneinander liegenden Schneiden aufweisen,
wobei dann die Segemente der aufeinander folgenden Zähne
seitlich versetzt auf Lücke angeordnet sind um eine
Zerkleinerung über die gesamte Breite des Abfallstreifens
zu erreichen.
Weitere erfindungsgemäße Ausbildungen sind den
Unteransprüchen zu entnehmen und werden mit ihren
Vorteilen in der nachstehenden Beschreibung näher
erläutert. In den beigefügten Zeichnungen zeigt:
Fig. 1 bekannte Zahnformen in der Ansicht von der
Zahnbrust her, nämlich
Fig. 1a einen Flachzahn,
Fig. 1b die Anordnung von Wechselzähnen,
Fig. 1c die Kombination von Flachzähnen und
Trapezzähnen,
Fig. 1d einen Hohlzahn,
Fig. 2 verbesserte Zahnformen, nämlich
Fig. 2a einen einseitig abgerundeten Zahn,
Fig. 2b einen symmetrisch beidseitig abgerundeten
Zahn,
Fig. 2c einen Zahn mit ganz gerundeter Zahnspitze,
Fig. 2d einen Zahn mit elliptisch gerundeten
Zahnecken,
Fig. 3 eine Teilseitenansicht eines Werkzeugs im
Zahnbereich im Eingriff mit einem Werkstück,
Fig. 4 eine Seitenansicht der Darstellung in Fig. 3
in Richtung der Linie IV-IV bei unter dem
Werkstück liegender Drehachse des Werkzeugs,
Fig. 5
und 6 den Fig. 3 und 4 entsprechende Ansichten mit oberhalb dem Werkstück liegender Werkzeugachse,
und 6 den Fig. 3 und 4 entsprechende Ansichten mit oberhalb dem Werkstück liegender Werkzeugachse,
Fig. 7 eine schematische Darstellung der
Formatbearbeitung einer Platte unter
zusätzlicher Verwendung einer Ritzsäge,
Fig. 8 eine schematische Seitenansicht der
Darstellung der Fig. 7 in Richtung des Pfeils
VIII in Fig. 7,
Fig. 9
und 10 den Fig. 7 und 8 entsprechende Darstellungen einer anderen Ausführungsform.
und 10 den Fig. 7 und 8 entsprechende Darstellungen einer anderen Ausführungsform.
In den Fig. 1a bid 1d sind bekannte Ausbildungen von
Hartmetallschneidplatten 1 in Ansicht von der Brustseite
her dargestellt. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1a
handelt es sich um einen Flachzahn, dessen Schneide durch
einen ersten Schneidenteil 2 und zwei um ca. 0,5° bis 1°
zum Stammblatt hin geneigte anschließende
Seitenschneidenteile 3, 3′ gebildet wird. Die Schnittkante
beim Trennschneiden wird dabei von den exponiert
angeordneten, scharfkantigen Ecken 4 und 5 übernommen. Die
Schnittfuge wird dabei vom Schneidenteil 2 ausgeräumt.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1b handelt es sich um
eine Wechselzahnanordnung bei der der Schneidenteil 2
schräg verläuft, wobei die Schräge benachbarter Zähne
entgegengesetzt gerichtet ist. Die Schneidkante 4 und 5
sind hier noch scharfkantiger als in Fig. 1a.
Bei der Ausführungsform der Fig. 1c handelt es sich um
eine Kombination von Flach- und Trapezzähnen, wobei bei
den Trapezzähnen die Ecken durch Schrägflächen 6, 6′
abgetragen sind. Die abwechselnd zu den Flachzähnen
angeordneten Trapezzähne dienen hauptsächlich zum Räumen
der Schnittnut während durch die Ecken 4, 5 der
Flachzähne, der Fertigschnitt und die Erzeugung der
Schnittkante übernommen wird.
Bei der Ausführungsform der Fig. 1d handelt es sich um
einen Hohlzahn, dessen Zahnbrust und dadurch auch dessen
erster Schneidenteil 2 konkav gerundet ist. Die Ecken 4
und 5 sind hier besonders hoch beansprucht.
Nachteilig ist bei allen beschriebenen bekannten
Zahnformen, daß die Ecken 4 und 5 besonders schnell
verschließen und daher nur geringe Werkzeugstandzeiten
erreicht werden.
In den Fig. 2a bis 2d sind in entsprechender Darstellung
der Fig. 1 verbesserte Zahnformen dargestellt.
Bei der Ausführungsform der Fig. 2a ist der erste
Schneidenteil 2 der Zahnspitze gerade ausgebildet während
der Seitenschneidenteil 3 in einem Übergang 7 gekrümmt
ausgebildet ist, dabei geht der Übergang 7 tangential in
die werkzeugbreiteste Stelle 8 über. Daran anschließend
verjüngt sich der Zahn mit einem seitlichen Freiwinkel 9
zwischen etwa 0,5 und 1°, damit bei einem Trennschnitt das
Werkzeug ausreichend freigeschnitten wird. Auch nach der
Stelle 8 ist der Übergang kontinuierlich, d. h. dieser
Bereich der Seitenschneide läuft gekrümmt weiter und
schließt sich tangential den unteren geradlinigen Bereich
mit dem Freiwinkel 9 an. Die in Fig. 2a dargestellte
Zahnform dient zur Formatbearbeitung vorgeschnittener
Platten. Die Hauptschneidarbeit wird dabei vom Übergang 7
übernommen während der erste Schneidenteil 2 nur noch den
Werkstücküberstand 17 zerkleinert.
Bei der Ausführungsform der Fig. 2b ist der Zahn
entsprechend der Fig. 2a symmetrisch ausgebildet. Diese
Zahnform eignet sich insbesondere für Trennschnitte oder
aber für die Formatbearbeitung von beliebiger Seite.
Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2c ist der Übergang 7
der Seitenschneidenteile 3 mit konstantem Radius
ausgebildet, so daß das Werkzeug einen halbkreisförmigen
Schnitt ausübt. Bei der Ausführungsform der Fig. 2d ist
der Übergang 7 ellipsenförmig, wobei der größte
Krümmungsradius an der werkzeugbreitesten Stelle 8 und der
kleinste Krümmungsradius am Übergang zum ersten
Schneidenteil 2 liegt.
Ein einen Zahn entsprechend der Fig. 2d tragendes Werkzeug
ist in den Fig. 3 und 4 beim Bearbeitungsvorgang eines
Werkstücks 10 dargestellt. Das Werkstück 10 wird dabei
durch einen Trennschnitt in zwei Teile geteilt. Bei diesem
Trennschnitt tritt die Hartmetall- oder PKD-Schneidplatte
1 an der werkzeugbreitestens Stelle 8 von oben her in das
Werkstück 10 ein. Bei Weiterdrehen des Werkzeugs in
Richtung des Pfeils 11 erfolgt durch den Übergang 7 des
seitlichen Schneidenteils 3 ein schälender Schnitt bis
zuletzt der Schneidenteil 2 in das Werkstück 10 eindringt.
Die Hauptschneidarbeit wird dabei vom Übergang 7 und der
Schneide 2 geleistet. Da der die Schnittkante bildender
Schneidenanteil 7 keine vorstehenden Kanten besitzt, wird
die Schneidkantenbeanspruchung gleichmäßig über die ganze
Schneidenlänge des Übergangs 7 verteilt, so daß nur ein
minimaler Verschleiß auftritt und gegenüber Werkzeugen mit
scharfen Ecken mindestens eine dreifache Standzeit
erreicht werden kann.
Zur Erzielung eines guten Schnittes ist die Hartmetall-
oder PKD-Schneidplatte 1 in Richtung des Zahnrückens mit
einem Freiwinkel 12 von etwa 4° versehen, wie dies in Fig. 4
über die Dicke der Hartmetallschneidplatte 1 angedeutet
ist.
Bei der Anordnung gemäß den Fig. 3 und 4 liegt die dort
nicht dargestellte Drehachse 13 des Werkzeugs unterhalb
des Werkstücks, während bei der entsprechenden Darstellung
der Fig. 5 und 6 die Drehachse 13 oberhalb des Werkstücks
10 liegt. Hier dringt beim Schneiden zuerst die Schneide 2
in das Werkstück 10 ein, anschließend der Übergang 7 der
seitlichen Schneidenteile 3, 3′ bis schließlich an der
werkzeugbreitesten Stelle 8 der eigentliche Schneidvorgang
der Hartmetall- oder PKS-Schneidplatte 1 beendet ist. Die
restlichen Schneidenteile gleiten praktisch am vom
vorangehenden Zahn bereits geschnittenen Rand des
Werkstücks vorbei, wobei die Anordnung des seitlichen
Freiwinkels 9 dieses Vorbeigleiten ohne Zerspanung
erleichtert auch, wenn der Werkstoff nach dem Schnitt
geringfügig auffedert.
Bei den Darstellungen der Fig. 7 bis 10 ist in größerem
Maßstab der Vorgang der Formatbearbeitung näher
dargestellt, bei dem das eigentliche Werkzeug 14 aus einer
Säge der bis jetzt beschriebenen Art und einem seitlich
davon angeordneten Zerspaner 16 besteht, wie dies aus den
Fig. 8 und 10 ersichtlich ist. Der Arbeitsdurchmesser der
Säge 15 ist etwa größer als der Durchmesser des Zerspaners
16. Das plattenförmige Stück 10 soll auf Maß geschnitten
werden, dabei muß der Werkstücküberstand 17 während des
Sägevorgangs durch den Zerspaner 16 zerkleinert werden, so
daß der so entstehende Abfall durch Absauganlagen leicht
und platzsparend entfernt werden kann.
Um durch die austretenden Zähne beim Bearbeiten der
Seitenkante kein Hochreißen des Plattenrands auftreten zu
lassen, ist unterhalb der Platte 10 in bekannter Weise
eine Ritzsäge 18 angeordnet, die ebenfalls mit ein- oder
beidseitig abgerundeten Schneidkanten versehen ist und von
unten eine Nut 19 vor dem eigentlichen Trenn- und
Zerspanvorgang durch das Werkzeug 14 eingebracht wird. Die
Säge 15 und die Ritzsäge 18 liegen in etwa fluchtend in
einer Ebene.
Beim in den Fig. 9 und 10 dargestellten
Ausführungsbeispiel wird das Werkstück 10 jeweils etwa
über die Hälfte durch die beiden Besäumzerspaner 14′ und
18′ besäumt. Abgesehen von der Drehrichtung sind Werkzeug
14′ und 18′ identisch ausgebildet, bestehen also jeweils
aus einer Säge 15′ bzw. 15″ und einem Zerspaner 16′, 16″
wobei die Drehachse 13 des Werkzeugs 14′ oberhalb und die
Drehachse 13′ der Ritzsäge 18′ unterhalb des Werkstücks 10
angeordnet ist. Zur Erläuterung der Anordnung sind in der
Fig. 10 die Lage von Besäumzerspaner 14′ und 18′ seitlich
versetzt nebeneinander gezeichnet. In Wirkllichkeit liegen
die Werkzeuge 15′ und 15″ fluchtend in einer Ebene.
Die Zerspaner 16′, 16″ bestehen aus einem Grundkörper 20
in den Zahnsegmente 21 eingesetzt sind, die jeweils 2
Schneiden 22, 22′ aufweisen, die im Abstand voneinander
aber nebeneinander angeordnet sind. Die einzelnen gleich
ausgebildeten Zahnsegmente 21 sind auf Lücke versetzt
zueinander, so daß durch drei nacheinander angeordnete
Zahnsegmente 21 durch deren Schneiden 22, 22′ die gesamte
Arbeitsbreite des Zerspaners 16′, 16″ von Schneiden
überdeckt ist.
Wenn auch vorstehend Werkzeuge in Form von Sägeblättern
beschrieben wurden, versteht es sich, daß auch
Fräswerkzeuge zum Kanten- bzw. Formatbearbeiten in diese
Weise ausgebildet sein können.
Claims (11)
1. Scheibenförmiges Werkzeug mit am Außenumfang angeordneten
jeweils eine Schneide tragenden Zähnen zum Trennschneiden
und/oder Formatbearbeiten von Holzplatten, beschichteten
Spanplatten, Kunststoffplatten, Hartfaserplatten oder
Platten aus Plexiglas oder Leichtmetall, wobei die Schneide
durch einen im wesentlichen drehachsparallelen ersten
Schneidenteil (2) an der Schneidenspitze und mindestens
einen direkt oder indirekt anschließenden in einer Ebene
senkrecht zur Drehachse (13) verlaufenden
Seitenschneidenteil (3′) gebildet ist, der die
werkzeugbreiteste Stelle (8) bildet und die Kante des
Werkstücks (10) schneidet, dadurch gekennzeichnet, daß der
Übergang (7) von der Zahnspitze her zu der
werkzeugbreitesten Stelle (8) der Seitenschneiden (3, 3′)
gekrümmt ist und tangential in diese werkzeugbreiteste
Stelle (8) übergeht.
2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur
Werkzeugdrehachse (13) hin nach der werkzeugbreitesten
Stelle (8) die Seitenschneide (3, 3′) unter einem
seitlichen Freiwinkel (9) zwischen etwa 0,5 und 1° mit
gekrümmt verlaufendem und jeweils tangential anschließendem
Übergang weitergeführt ist.
3. Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Freiwinkel (12) zwischen der Schnittfläche und der
seitlichen Zahnfläche etwa 4° beträgt.
4. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der Übergang 7 eine konstante Krümmung
aufweist.
5. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der Übergang (7) eine elliptische Form
aufweist, wobei zur Zahnspitze hin die Krümmung zunimmt
(Fig. 2d).
6. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Schneiden durch
Hartmetallschneidplatten (1) gebildet sind.
7. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß neben dem scheibenförmigen Werkzeug
(Säge 15, 15′, 15″) ein Zerspaner (16, 16′, 16″) vorgesehen
ist, dessen wirksamer Arbeitsdurchmesser kleiner ist als
der des scheibenförmigen Werkzeugs.
8. Werkzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der
Zerspaner (16′, 16″) in einen Grundkörper (20) eingesetzte
Zahnsegmente (21) aufweist.
9. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes
Zahnsegment (21) im Abstand nebeneinander zwei Schneiden
(22, 22′) aus Hartmetall aufweist.
10. Werkzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die
Zahnsegmente aufeinanderfolgender Zähne seitlich versetzt
auf Lücke angeordnete Schneiden (22, 22′) aufweisen.
11. Werkzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß drei
aufeinanderfolgende Zähne jeweils um den gleichen Betrag
versetzte Schneiden (22, 22′) aufweisen, wobei mehrere
solche Dreiergruppen von Zähnen am Umfang des Zerspaners
(16′, 16″) verteilt angeordnet sind.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |