DE3636618A1 - Messerwelle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Messerwelle für spanabhebende Holzbearbeitungsmaschinen, insbesondere Hobelmaschinen, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei Holzzerspanungsmaschinen hat man schon vor etlichen Jahren begonnen, billige Einwegmesser einzusetzen, um das zeitraubende Nachschleifen der Messer zu vermeiden. Durch die DE-OS 25 59 406, die dem Oberbegriff des Patent­ anspruchs 1 zugrundeliegt, ist es auch schon bekannt, profilierte Einwegmesser zu verwenden, die nach Art einer Nut- und Federverbindung formschlüssig in entsprechend profilierte Gegenflächen eingreifen und im Vergleich zu den schon früher bekannten, gelochten Einwegmessern exakter fixierbar und leichter austauschbar sind.

Gemäß der angegebenen DE-OS liegt der Fliehkeil mit der einen Spannfläche an einer Seitenwand der Nut an, mit der anderen Keilfläche an der Halteleiste. Auf der Rückseite des Einwegmessers ist eine Klemmleiste angebracht, die formschlüssig an der anderen Seitenwand der Nut anliegt. Der Fliehkeil, dessen Keilwinkel offensichtlich weit außerhalb des Selbsthemmungsbereichs liegt, wird durch eine Feder nach außen gedrückt.

Die Halteleiste ist zur Ermöglichung des Messerwechsels relativ zum Wellenkörper in Querrichtung - bei einem Aus­ führungsbeispiel unter Federdruck - verschieblich. Zum Messerwechsel und zur Justierung des neuen Messers sind offenbar verschiedene Hilfsvorrichtungen erforderlich. Da die Lage des Messers von der exakten Passung mehrerer in­ einandergreifender Teile abhängt, können sich toleranzbe­ dingte Ungenauigkeiten addieren. Derartige unvermeidliche Ungenauigkeiten sind möglicherweise bei Zerspanungs­ maschinen, für die die Messer gemäß DE-OS 25 59 406 bestimmt sind, tragbar. Bei Hobelmaschinen werden jedoch weit höhere Anforderungen an die Genauigkeit gestellt.

Die EP-A1-01 17 991 beschreibt eine für Hobelmaschinen be­ stimmte Messerwelle, die ebenfalls mit profilierten Ein­ wegmessern bestückt ist. Jedes Messer sitzt in einer Nut und ist durch einen selbsthemmenden Fliehkeil verspannt, der - in Flugrichtung hinter dem Messer - unmittelbar an dem Messer anliegt. Die Profilierung des Messers greift formschlüssig in eine entsprechende Profilierung der Seitenwand der Nut ein. Bei dieser Messerwelle läßt sich das Messer nach Lösen des Fliehkeils von einer Stirnseite her in Längsrichtung aus der Nut herausziehen oder in diese hineinschieben. Die Justierung erfolgt selbsttätig durch das Ineinandergreifen der profilierten Flächen. Dadurch ist der Messerwechsel sehr einfach und kann durch ungeschultes Personal in kurzer Zeit durchgeführt werden. Diese Vorteile werden aber durch einen Nachteil erkauft: Leider ist die Form der Nut so kompliziert, daß es nicht möglich ist, den Wellenkörper aus einem Stück herzu­ stellen. Daher ist der Wellenkörper aus gestanzten Blechen aufgebaut, die auf einem axialen Rohr aufgereiht und zwischen zwei Endplatten verspannt sind.

Dieser Lammellenaufbau ist mit toleranzbedingten Ungenau­ igkeiten behaftet, die durch verringerte Biegesteifigkeit und durch wiederkehrende Unwuchtprobleme noch verschärft werden. Sie können je nach der zu bearbeitenden Holzart die Oberflächenqualität des Werkstücks beeinträchtigen. Dadurch ist der Anwendungsbereich eingeschränkt. Ein wei­ terer Nachteil des Lamellenaufbaus ist die Gefahr der Spaltkorrosion. Bedingt durch die Anordnung des Fliehkeils hinter dem Messer ist der kritische Querschnitt hinter dem Fliehkeil sehr schmal und neigt daher zum sogenannten Aufbiegen oder Aufbäumen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Messerwelle der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gat­ tung zu schaffen, die einen problemlosen Messerwechsel ge­ stattet, höchsten Anforderungen an die Genauigkeit genügt und dabei einfach herzustellen ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzei­ chen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Die Halteleiste ist in einem solchen Abstand von der Seiten­ wand der Nut angeordnet, daß bei gelöstem Fliehkeil ein dazwischenliegendes Messer leicht in Längsrichtung heraus­ gezogen und ein neues Messer praktisch spielfrei einge­ schoben werden kann. Wenn der Fliehkeil durch Rotation die Spannkraft erzeugt, wird die Halteleiste durch geringe elastische Verformung fest an das Einwegmesser angepreßt, so daß dieses unverrückbar festliegt.

Gemäß Anspruch 2 ist das Einwegmesser unmittelbar in Kontakt mit dem massiven Wellenkörper. Dadurch wird ein fester Sitz erreicht.

Bei der bevorzugten Anordnung gemäß Anspruch 3 liegt die Rückseite des Messers an der Nutenwand an; dadurch wird der kritische Querschnitt hinter dem Messer steifer gegen das sogenannte Aufbiegen oder Aufbäumen.

Eine zweckmäßige konstruktive Ausbildung ist in Anspruch 4 angegeben.

Durch das Merkmal des Anspruchs 5 wird gewährleistet, daß die Halteleiste auf Dauer unverrückbar bleibt.

Durch das Merkmal des Anspruchs 6 wird vermieden, daß sich die Befestigung im Stillstand lockert. Dadurch erübrigen sich zusätzliche Spannelemente, wie Federn oder dergleichen.

Das Merkmal des Anspruchs 7 ermöglicht ein Vorspannen des Fliehkeils im Ruhezustand.

Durch das Merkmal des Anspruchs 8 kann die Spannkraft bei Bedarf verkleinert werden.

Die Zeichnung dient zur Erläuterung der Erfindung anhand von zwei vereinfacht dargestellten Ausführungsbeispielen. Die Auführungsbeispiele zeigen je einen Teilquerschnitt der erfindungsgemäßen Messerwelle.

In der zylindrischen Mantelfläche eines aus massivem Mate­ rial gearbeiteten Wellenkörpers 1 sind in gleichmäßigen Winkelabständen mehrere achsenparallele, sich zur Mantel­ fläche hin verengende Nuten 2 angebracht. Die eine Seiten­ wand 3 der Nut 2 schließt mit dem zugehörigen Radius einen Winkel α von ungefähr 30° ein. Die Seitenwand 3 wird im folgenden der Einfachheit halber "hintere Seitenwand" bezeichnet, weil sie - bezogen auf die durch den Pfeil A symbolisierte Flugrichtung - hinten liegt. Die andere Seitenwand 4, die "vordere Seitenwand" liegt radial oder annähernd radial. Der Nutengrund besteht aus zwei stufen­ artig zueinander versetzten, annähernd gleich breiten Streifen 5, 6, von denen jeder mit der angrenzenden Seitenwand 3 bzw. 4 der Nut 2 einen rechten Winkel bildet.

In der Nut 2 sitzt auf der ganzen Länge ein mit exakt ge­ schliffenen Anlageflächen versehenes, im Querschnitt L- förmiges Profileisen, bestehend aus einer Fußleiste 7 und einer Halteleiste 8. Die Fußleiste 7 ist unverrückbar an dem rechtwinklig zur hinteren Seitenwand 3 liegenden Streifen 5 des Nutengrundes festgeschraubt. Die Schrauben 9 sind durch Klebstoff gesichert. Die Fußleiste 7 ist nur so breit, wie es für die Anbringung der Schrauben 9 er­ forderlich ist. Sie ist relativ dick; ihre Dicke ent­ spricht etwa der halben Breite. Sie ist daher praktisch unverformbar. Die Halteleiste 8 liegt planparallel zur hinteren Seitenwand 3 und ragt über deren volle Höhe bis an die Mantelfläche des Wellenkörpers 1 heran. Sie ist wesentlich breiter als die Fußleiste 7 und etwa halb so dick. Sie ist daher unter der Einwirkung einer starken Kraft elastisch verformbar, obwohl die Biegesteifigkeit ziemlich groß ist.

In dem schmalen Spalt zwischen der hinteren Seitenwand 3 und der Halteleiste 8 ist ein Einwegmesser 10 eingespannt, das in üblicher Weise als Wendemesser mit zwei Schneiden 11, 12 ausgebildet ist. Die eine Schneide 11 steht ein wenig aus der zylindrischen Mantelfläche des Wellenkörpers 1 hervor. Die andere, in Reserve befindliche Schneide 12 liegt etwa in der Mitte der Halteleiste 8.

Das Einwegmesser 10 hat an der Seite, die an der Halte­ leiste 8 anliegt, eine Nut 13. Die dem Messer zugekehrte Fläche der Halteleiste 8 ist mit einer Feder 14 versehen, deren Breite genau der Nut 13 entspricht, so daß die Feder 14 formschlüssig in die Nut 13 eingreift. Die unmittelbar an der hinteren Seitenwand 3 anliegende Rückseite des Einwegmessers 10 ist völlig eben.

In dem keilförmigen Zwischenraum zwischen der Halteleiste 8 und der vorderen Seitenwand 4 sitzt passend ein Flieh­ keil 15 mit den Spannflächen 16, 17. Die Spannfläche 16 ist breit und liegt daher nahezu auf der gesamten Höhe an der vorderen Seitenwand 4 an. Die andere Spannfläche 17 ist schmal und liegt nur unmittelbar gegenüber dem Ein­ wegmesser 10 an der Vorderseite der Halteleiste 8 an. Die Verkürzung der Spannfläche 17 wird durch zwei über Eck an­ geordnete bogenförmige Ausnehmungen 18, 19 bewirkt. Die eine Ausnehmung 18, die sich bündig an die abgeschrägte schmale Stirnfläche 20 der Halteleiste 8 anschließt, bil­ det vor der Schneide 11 eine Spantasche. Die andere Aus­ nehmung 19 ist mit Rücksicht auf Schrauben 9 erforderlich. Neben den beiden Ausnehmungen 18, 19 verlaufen relativ schmale Stege 21 bzw. 22. Der äußere Steg 21 ist im ge­ spannten Zustand nahezu bündig mit der Mantelfläche des Wellenkörpers 1. Der innere Steg 22 liegt mit geringem Abstand planparallel über dem Streifen 6 des Nutengrundes. Der Fliehkeil 15 kann aus Stahl bestehen, aber auch aus Leichtmetall, falls eine verringerte Spannkraft erwünscht ist.

Zum Auswechseln des Einwegmesser 10 wird zunächst der Fliehkeil 15 durch Krafteinwirkung gegen den Steg 21 ge­ löst. Die Halteleiste 8, die in gespanntem Zustand gering­ fügig in Richtung auf das Einwegmesser 10 elastisch ver­ formt ist, kehrt in ihre entspannte Lage zurück.

Dadurch wird der Sitz des Einwegmessers 10 gelockert, und dieses läßt sich leicht in Richtung der Wellenachse herausziehen.

Anschließend wird ein neues Messer von der Stirnseite der Messerwelle her in Längsrichtung eingeschoben. Sobald die Messerwelle in schnelle Umdrehung versetzt wird, zieht sich der Fliehkeil 15 durch Zentrifugalkraft fest. Das Einwegmesser ist nun exakt eingespannt. Da der Fliehkeil 15 selbsthemmend ausgebildet ist, verbleibt er auch nach Stillsetzen der Messerwelle im gespannten Zustand.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Spannfläche des Fliehkeils 25, die der vorderen Sei­ tenwand 4 der Nut 2 zugekehrt ist, in der Mitte mit einer breiten längslaufenden Nut 26 versehen, so daß nur die Randzonen 27, 28 anliegen. Dadurch wird eine noch besser definierte Anlage erreicht. In dem Fliehkeil 25 sind mehrere über die Länge verteilte radiale Stellschrauben 29 angebracht, die an dem Nutengrund abgestützt sind. Mit Hilfe der Stellschrauben 29 kann schon im Ruhezustand eine gewisse Vorspannung erzeugt werden.

Ansonsten stimmt das Ausführungsbeispiel der Fig. 2 mit dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel bis auf geringe konstruktive Abweichungen überein. Eine dieser Abweichungen besteht darin, daß die seitlichen Paßflächen der Nut- und Federverbindung zwischen dem Einwegmesser und der Halteleiste abgeschrägt sind.

Claims (8)

1. Messerwelle für spanabhebende Holzbearbeitungs­ maschinen, insbesondere Hobelmaschinen, mit einem einstückigen Wellenkörper, der mehrere achsenparal­ lele, sich zur Mantelfläche hin verengende Nuten aufweist, in denen je ein profiliertes, durch einen Fliehkeil verspanntes Einwegmesser sitzt, das form­ schlüssig in eine entsprechende Profilierung der Seitenfläche einer zwischen Einwegmesser und Flieh­ keil liegenden Halteleiste eingreift, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Halteleiste (8) unbeweglich mit dem Wellenkörper (1) verbunden und elastisch verformbar ist.

2. Messerwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einwegmesser (10) mit seiner der Halteleiste (8) abgewandten Seite unmittelbar an einer Seitenwand (3) der Nut (2) anliegt.

3. Messerwelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteleiste (8) in Flugrichtung vor dem Einwegmesser (10) angeordnet ist.

4. Messerwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteleiste (8) zusammen mit einer Fußleiste (7) ein im Querschnitt L-förmiges Profil bildet und daß die Fußleiste (7) am Grund der Nut (2) verschraubt ist.

5. Messerwelle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrauben (9) mit Klebstoff gesichert sind.

6. Messerwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Fliehkeil (15, 25) selbsthemmend ist.

7. Messerwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Fliehkeil (25) durch Stell­ schrauben (29) am Grund der Nut (2) abstützbar ist.

8. Messerwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Fliehkeil (15, 25) aus Leichtmetall, z.B. Aluminium besteht.