DE3636618C2 - - Google Patents
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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 Patentanspruchs 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 25 59 406 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
Ausführungsbeispiel unter Federdruck - verschieblich. Zum
Messerwechsel und zur Justierung des neuen Messers sind
offenbar verschiedene Hilfsvorrichtungen erforderlich. Da die
Lage des Einwegmessers von der exakten Passung mehrerer
ineinandergreifender Teile abhängt, können sich
toleranzbedingte Ungenauigkeiten addieren. Derartige
unvermeidliche Ungenauigkeiten sind möglicherweise bei
Zerspanungsmaschinen, für die die Messerhalterung 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
bestimmte Messerwelle, die ebenfalls mit profilierten
Einwegmessern bestückt ist. Jedes Einwegmesser sitzt in einer
Nut und ist durch einen selbsthemmenden Fliehkeil verspannt,
der - in Flugrichtung hinter dem Messer - unmittelbar an
dem Einwegmesser anliegt. Die Profilierung des Einwegmessers
greift formschlüssig in eine entsprechende Profilierung der
Seitenwand der Nut ein. Bei dieser Messerwelle läßt sich das
Einwegmesser 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 herzustellen. Daher ist der
Wellenkörper aus gestanzten Blechen aufgebaut, die auf einem
axialen Rohr aufgereiht und zwischen zwei Endplatten verspannt
sind.
Dieser Lamellenaufbau ist mit toleranzbedingten
Ungenauigkeiten 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 weiterer 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.
Die DE-OS 34 12 251 betrifft eine Messerhalterung für die
Messerwelle einer Holzzerspanungsmaschine. Dabei bildet ein
nachschleifbares Messer zusammen mit zwei Langlochblechen und
einer Druckleiste eine herausnehmbare Baueinheit. Zur
Positionierung des Messers dient eine zusammengesetzte
Klemmleisteneinheit, bestehend aus einer Klemmleiste, die
formschlüssig mit der Druckleiste in Eingriff steht und durch
einen Fliehkeil an diese angepreßt wird, aus zwei
Klemmleistenfedern und einem verstellbaren Klemmleistenfuß,
der am Nutengrund verankert ist. Eine Verbindungsschraube
regelt in Verbindung mit einer Stellschraube den Vorstand der
Klemmleistenfedern und damit den Vorstand des Messers.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Messerwelle der
im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung zu
schaffen, die einen problemlosen Messerwechsel gestattet,
höchsten Anforderungen an die Genauigkeit genügt und dabei
einfach herzustellen ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen
des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Die Halteleiste
ist in einem solchen Abstand von der Seitenwand der Nut
angeordnet, daß bei gelöstem Fliehkeil ein
dazwischenliegendes Messer leicht in Längsrichtung
herausgezogen und ein neues Messer praktisch spielfrei
eingeschoben 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 Einwegmessers 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 vermieden, daß sich
die Befestigung im Stillstand lockert. Dadurch erübrigen
sich zusätzliche Spannelemente, wie Federn oder
dergleichen.
Durch das Merkmal des Anspruchs 6 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 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 Einwegmesser 10 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 Einwegmesser 10 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 10 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 10 und
der Halteleiste 8 abgeschrägt sind.
Claims (6)
1. Messerwelle für spanabhebende Holzbearbeitungsmaschinen,
insbesondere Hobelmaschinen, mit einem einstückigen
Wellenkörper, der mehrere achsenparallele, sich zur
Mantelfläche hin verengende Nuten aufweist, in denen je ein
profiliertes, durch einen Fliehkeil verspanntes
Einwegmesser sitzt, das formschlüssig in eine entsprechende
Profilierung der Seitenfläche einer zwischen Einwegmesser
und Fliehkeil liegenden Halteleiste eingreift, dadurch
gekennzeichnet, daß die Halteleiste (8) einstückig
ausgebildet und starr mit dem Wellenkörper (1) verbunden
ist und daß die Halteleiste (8) im durch den Fliehkeil (15,
25) gespannten Zustand geringfügig in Richtung auf das
Einwegmesser (10) elastisch verformt 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 einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß der Fliehkeil (15, 25)
selbsthemmend ist.
6. Messerwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß der Fliehkeil (15, 25) aus Leichtmetall,
z. B. Aluminium besteht.
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