DE3728338C2 - Dreischneidiges Holzbearbeitungswerkzeug für eine Holzbearbeitungsmaschine sowie Befestigungseinrichtung dafür - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein dreischneidiges Holzbearbeitungswerkzeug für eine Holzbearbeitungsmaschine dessen Schneiden mit gleichem Winkelabstand um einen Werkzeugkörper angeordnet sind und von diesem abstehen, wobei zwischen den Schneiden Spanflächen angeordnet sind, die mit einer Einrichtung zum Befestigen des Werkzeugs an einem Werkzeugträger zusammenwirken. Die Erfindung betrifft auch eine Befestigungseinrichtung für das Werkzeug.

Ein Werkzeug, wie es oben erwähnt ist, und eine Befe­ stigungseinrichtung hierfür, sind aus der DE 29 20 544 A1 bekannt. Dieses Werkzeug weist die Querschnittsform eines dreispitzigen Sterns auf, dessen Spitzen die Schneiden des Werkzeuges bilden. Jede Schneide ist durch zwei ebene Flächen gebildet, und zwischen den gegenüberliegenden ebenen Flächen zweier Schneiden befindet sich eine Verbin­ dungsfläche, so daß jede Seite des sternförmigen Profils ein Z- oder zickzack-förmiges Aussehen erhält. Das Werkzeug ist an einem Werkzeugträger befestigt, der einen Sitz aufweist, der in Übereinstimmung mit einer Seite des Werkzeugs geformt ist. Eine Befestigungseinrichtung, die in ähnlicher Weise in Übereinstimmung mit einer Seite des Werkzeugs geformt ist, greift in eine der Werkzeugschneiden, eine Verbindungsfläche und einen Abschnitt jener Schneide ein, die die wirksame Schneide ist.

Das bekannte Werkzeug und seine zugeordnete Befestigungsein­ richtung haben folgende Nachteile:

• - Die Befestigungseinrichtung dient als Spanablenkung, d. h., daß dieser verhältnismäßig teuere Teil schwerem Verschleiß ausgesetzt ist.
• - Infolge eines Bruchs der wirksamen Schneide verliert die Befestigungseinrichtung einen großen Teil ihrer Abstützung und kann dann so verformt werden, daß sie nach dem Wenden des beschädigten Werkzeugs oder nach dem Austausch durch ein neues Werkzeug nicht mehr paßt.
• - Es ist ungewiß, wo ein möglicher Werkzeugbruch stattfinden wird und wie die Bruchflächen die Möglichkeiten beeinträchtigen können, daß das Werkzeug nach dem Wenden ohne vorhergehende spanende Überarbeitung wieder angebracht werden kann.

Die US 4,669,516 zeigt ein zweischneidiges Messer für eine Holzbearbeitungsmaschine, das einen V-förmigen Querschnitt hat und spiegelsymmetrisch zu einer Mittelebene ist. Zwei Schneidflächen der beiden Schneiden grenzen unter einem stumpfen Winkel an der Mittelebene aneinander. Die anderen Schneidflächen sind abgewinkelt, um Holzspäne abzuleiten, wobei die abgewinkelten Flächen der beiden Schneidflächen über in einem stumpfen Winkel zueinander stehende Verbindungsflächen, die sich ebenfalls in der Mittelebene schneiden, verbunden sind. Das Messer wird an diesen beiden Verbindungsflächen zwischen einer Halterung und einem Klemmteil eingespannt, wobei das Klemmteil gegen die Schneidfläche des inaktiven Messers drückt. Die einander gegenüberliegenden eingespannten Flächen des Messers stehen unter einem spitzen Winkel zueinander, so daß sich für das Einspannen eine Klemmkeilwirkung ergibt.

Es ist das Ziel dieser Erfindung, ein neues Werkzeug für Holzbearbeitungsmaschinen vorzusehen, wie etwa Hackmaschinen bzw. Grobabrichten, sowie eine Befestigungseinrichtung hierfür, welche die erwähnten Nachteile nicht aufweisen.

Dies wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale erreicht.

Das erfindungsgemäße Werkzeug, das ein Verbrauchsgegenstand, und, verglichen mit der Befestigungseinrichtung, ein billiges Einzelteil ist, wurde so geformt, daß es allen Verschleiß, der von der Bearbeitung herrührt, aufnimmt und die Beschädigung der Befestigungseinrichtung in jenem fall verhindert, in welchem Fremdkörper in die Bearbeitungsma­ schine gelangen.

Somit dient das Werkzeug selbst mit einer seiner Seiten als Spanablenkung, um die abgeschnittenen Späne durch die Spanöffnung nach außen zu führen. Weil die Befestigungsein­ richtung nicht dem Fluß der Späne dort ausgesetzt ist, wo er am aggressivsten ist, sondern nur dann, wenn er in eine Richtung abgebogen wurde, die etwa eine Tangente zur Befestigungseinrichtung bildet, ist deshalb die Befe­ stigungseinrichtung (der einspannende Teil) praktisch keinerlei Verschleiß ausgesetzt.

Ein Bruch einer Schneide setzt die Befestigungseinrichtung nicht irgendeiner weiteren Gefahr aus, da der verbleibende Werkzeugkörper ihn (den tragenden Teil) gegenüber jeglicher Form einer Beschädigung wirksam schützt.

Mittels der Nuten im Werkzeugkörper, die sowohl zur Anbringung des Werkzeugs als auch als Kerben (Sollbruchstel­ len) dienen, wird ein möglicher Schneidenbruch genau zu dem Bereich zwischen zwei Nuten geführt, und hierbei wird eine größere Gewißheit erhalten, daß die Bruchflächen nicht nachteilig die erneute Anbringung des Werkzeugs in einer gewendeten Lage beeinträchtigen.

Die Erfindung wird nachfolgend beschrieben, wobei Bezug auf die beigefügten Zeichnungen genommen wird, in denen:

Fig. 1 bis 5 ein Werkzeug und ein erstes Ausfüh­ rungsbeispiel einer Befestigungseinrichtung hierfür zeigen, wobei

Fig. 1 eine Perspektivansicht ist, die das Werkzeug und die Befestigungseinrichtung zeigt, die in einem Werkzeugträger in Form eines Scheibenzerspaners angebracht ist,

Fig. 2 die Ansicht eines Schnitts durch das Werkzeug und die Befestigungseinrichtung sowie einen Abschnitt des Werkzeugträgers ist,

Fig. 3 die Ansicht eines Schnitts ähnlich jenem nach Fig. 2 ist, wobei das Werkzeug einem Schneidenbruch ausgesetzt ist,

Fig. 4 eine perspektivische Explosionsdarstellung ist, die das Werkzeug und die Befe­ stigungseinrichtung zeigt, und

Fig. 5 unter einem etwas größeren Maßstab einen Schnitt durch das Werkzeug und die Befestigungseinrichtung gemäß den Fig. 1 bis 4 zeigt, die aus Gründen der Deutlich­ keit voneinander getrennt wurden,

Fig. 6 ein anderes Ausführungsbeispiel der Befe­ stigungseinrichtung sowie ein Werkzeug gemäß Fig. 1 bis 5 zeigt,

Fig. 7 die Ansicht eines Schnitts ähnlich jenem der Fig. 2 ist, wobei das Zerspanen eines Holzstücks gezeigt wird,

Fig. 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Befe­ stigungseinrichtung sowie das Werkzeug der Fig. 1 bis 5 zeigt,

Fig. 9 einen Schnitt durch ein anderes Ausfüh­ rungsbeispiel eines Werkzeugs sowie eine Befestigungseinrichtung hierfür zeigt, und

Fig. 10 eine teilweise angeschnittene Perspektivansicht ist, die ein Werkzeug sowie ein noch weiteres Ausführungsbeispiel einer Befestigungseinrichtung hierfür zeigt.

In Fig. 1 ist ein Sektor eines Werkzeugträgers 10 für einen Scheibenzerspaner gezeigt, die um eine nicht gezeigte Achse drehbar ist. In dem Werkzeugträger 10, der mit einer Verschleißplatte 10′ versehen ist, befindet sich eine Anzahl im wesentlichen radial angeordneter Spanöffnungen 11, von denen eine in Fig. 1 gezeigt ist. In der nachlaufenden Kante der Spanöffnung 11, in Richtung der Drehung gesehen, ist ein Werkzeug 12 angebracht. Das Werkzeug 12 ist mittels einer Befestigungseinrichtung 13 angebracht, mit einem Trageteil 14, das am Werkzeugträger 10 angebracht ist, sowie mit einem Spannteil 15. Das Trageteil 14 soll ständig am Werkzeugträger 10 angebracht sein, ist aber aus praktischen Gründen hieran abnehmbar mittels Schrauben 16 angebracht und ist noch deutlicher aus Fig. 2 ersichtlich. Das Spannteil 15 ist abnehmbar am Trageteil 14 mittels Schrauben 17 befestigt (Fig. 3 und 4).

Aus Fig. 2 und noch näher aus Fig. 5 sind die zusammenwirken­ den Schnittformen des Werkzeugs 12 und des Trageteils 14 und des Spannteils 15 der Befestigungseinrichtung ersichtlich. Das Werkzeug 12 hat im wesentlichen die Form eines dreispitzigen, ein wenig spiralig verzerrten Sternes, wobei die Schneiden 18, 19 und 20 des Werkzeugs 12 an den Spitzen des Sternes angeordnet sind. Die Schneiden 18, 19, 20 haben im wesentlichen ebene Freiflächen 21, 22 und 23. Auf der Spanseite sind konkav gekrümmte Spanflächen 24, 25 bzw. 26 vorgesehen. Diese Spanflächen 24, 25, 26 können einer kreisförmigen Bogenform sehr nahe kommen, können aber auch in Abhängigkeit von dem gewählten Schneidenwinkel andere gekrümmte Flächen haben. Die nachlaufenden Abschnitte 24′, 25′ bzw. 26′ der Spanflächen 24, 25, 26 in Richtung der Späne gesehen, sind mit der Freifläche 23, 22 bzw. 21 der benachbarten Schneide 20, 19, 18 verbunden. Zwischen den Schneiden 18, 19, 20 ist in jeder Spanfläche 24, 25, 26 eine Nut 27, 28 bzw. 29 vorgesehen, welche einerseits zum Eingriff mit einem entsprechenden Vorsprung 30 an einem Trageteil 14 der Befestigungseinrichtung 13 und andererseits als Kerbe im jenem Fall dient, in welchem die wirksame Schneide 18, 19, 20 überlastet werden sollte. Solche Fälle sind in den Fig. 3 und 8 gezeigt, wo die Schneide 18 durch einen Stein 31 zu Bruch ging. Das Trageteil 14 hat eine Tragefläche 14′, die dazu bestimmt ist, die Freifläche 22 der unwirksamen Schneide 19 zu tragen, die unter der wirksamen Schneide 18 liegt.

Die Nuten 27, 28, 29 und der Vorsprung 30 haben zusammen­ wirkende Trageflächen 27′, 28′, 29′ bzw. 30′. In der wirksamen Lage des Werkzeugs 12 ruht eine Tragefläche (z. B. 28′ in Fig. 5) in Anlage gegen die Tragefläche 30′ am Vorsprung 30, und zwar zur gleichen Zeit, in welcher der Spannteil 15 mit einer Spannfläche 32 gegen eine Freifläche 23 in Fig. 5 andrückt. Um die Befestigung des Werkzeugs 12 sicherzustellen, soll ein Winkel zwischen einer Tragefläche 27′, 28′, 29′ und der Freifläche 21, 22, 23 gebildet sein, der gleichzeitig das Einspannen des Werkzeugs 12 bewirkt. Aus Gründen der Deutlichkeit ist ein solcher Winkel v in Fig. 6 nur zwischen der unwirksamen Tragefläche 29′ und der Freifläche 21 gezeigt. Der gleiche oder im wesentlichen gleiche Winkel liegt zwischen der Tragefläche 30′ am Vorsprung 30 und der in Betracht gezogenen Spannfläche vor (beispielsweise der Spannfläche 32 der Fig. 5). Hierbei ist die Keilwirkung zwischen den Flächen der Befestigungsein­ richtung 13 und den Flächen des Werkzeugs 12 erreicht, das hiermit zusammenwirkt, die erforderlich ist, damit das Spann- bzw. Einklemmprinzip genutzt wird.

In geeigneter Weise ist das Spannteil 15 so geformt, daß nach Festziehen der Schraube 17 (der Schrauben 17) es einer Vorspannung ausgesetzt ist, beispielsweise dadurch, daß es nur mit seinen Endflächen (wie im Querschnitt zu sehen) am Trageteil 14 bzw. dem Werkzeug 12 aufsitzt. In den Fig. 2 und 3 stützt sich das Spannteil 15 selbst an einem seiner Endbereiche mit einem abgerundeten Vorsprung 33 in einer entsprechenden Aussparung 34 im Trageteil 14 ab, und am anderen Endbereich mit der Spannfläche 32 auf der Freifläche 23 des Werkzeugs 12. Der Vorsprung 33 und die Aussparung 34 dienen auch zur gegenseitigen Führung zwischen dem Spannteil 15 und dem Trageteil 14 beim Einspannen des Werkzeugs 12.

Für die elastische Einspannung kann auch eine Anzahl von Federscheiben 35 zwischen den Köpfen der Schrauben 17 und dem Trageteil 14 angeordnet sein.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Befestigungseinrichtung gemäß Fig. 6 greift das Spannteil 36 mit einem Schenkel 37 zwischen einer Ausbauchung 38 des Trageteils 14 und einer Fläche der Spanöffnung 11 des Werkzeugträgers 10 ein. Der andere Schenkel 39 des Spannteils 36 liegt unter Druck mit einer Spannfläche 40 gegen die Freifläche 23 des Werkzeugs 12 als Spannvorrichtung an, die Schrauben 41 und eine Druckstange 42 aufweist, die den eine flache Seite bildenden Abschnitt 43 der Spannteils 36 gegen die Ausbauchung 38 andrückt.

In Fig. 7 ist gezeigt, wie der Strom der Späne 44 von einem Holzstück 45 her, das mit dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis 5 geschnitten wird, durch die Spanfläche 24 so abgelenkt wird, daß das Spannteil 36 vor der Abnutzung geschützt ist.

Um die obere freiliegende Fläche 15′ des Spannteils 36 und auch die nachlaufenden Abschnitte 24′, 25′, 26′ der Spanflächen 24, 25, 26 zu schützen, kann die Spanfläche 24, 25, 26 an den vorderen Kanten der Nuten 29, 27, 28 einen kleineren Radius aufweisen als an den nachlaufenden Kanten der Nuten 29, 27, 28 ( von ein und derselben Mitte aus gerechnet). Mittels eines Niveauunterschieds zwischen den Kanten der erzeugten Nuten 27, 28, 29 wird der Spänestrom über die nachlaufende Kante, über den nachfolgenden Abschnitt 24′ der Spanfläche 24 und auch über das Spannteil 15 gelenkt.

In Fig. 8 ist eine weitere Variante einer Befestigungsein­ richtung 13 gezeigt, wobei klar ersichtlich ist, daß das Spannteil 46 mit nur einem keilförmigen Vorsprung 47 in eine entsprechende Aussparung 48 im Trageteil 49 eingreift und mit einer Spannfläche 50 gegen die Freifläche 23 des Werkzeugs 12 andrückt. Eine Schraube 51 zieht das Spannteil 46 gegen das Trageteil 49. Auch hier findet die wechsel­ seitige Führung zwischen dem Spannteil 46 und dem Trageteil 49 durch den Eingriff des Vorsprungs 47 in die Aussparung 48 statt.

In Fig. 9 ist eine Variante gezeigt, in welcher das Werkzeug 12 und die Befestigungseinrichtung 13 zusammenwirkend mit Nuten 52 und einem Vorsprung 53 versehen sind, die solche entsprechende Formen aufweisen, daß das Werkzeug 12 mit seiner Nut 52 seitlich auf den Vorsprung 53 aufgeschoben werden muß. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein spezielles Spannteil nicht erforderlich. Es können gemäß einer Alternativlösung auch eine herkömmlich geformte Schwal­ benschwanznut und ein entsprechender Vorsprung in Betracht gezogen werden.

In Fig. 10 ist schließlich ein Abschnitt des Umfangs eines Werkzeugträgers 54 in Form beispielsweise eines Messerwellen- Zerspaners gezeigt, der ein Werkzeug 12 trägt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Trageteil 55 der Befestigungsein­ richtung 13 einstückig mit dem Werkzeugträger 54 ausgebildet, während das Spannteil 56 hiervon wie auch schon vorher dazu eingerichtet ist, das Werkzeug 12 mittels Schrauben 57 festzuspannen und freizugeben.

Aus Fig. 3 wie auch aus Fig. 8 ist ersichtlich, wie der Werkzeugkörper das Trageteil 14 gegenüber Beschädigung schützt, nachdem ein Schneidenbruch zwischen den unwirksamen Nuten 27 und 29 stattgefunden hat.

Claims (7)

1. Dreischneidiges Werkzeug für eine Holzbearbeitungsma­ schine, dessen Schneiden mit gleichem Winkelabstand rund um einen Werkzeugkörper angeordnet sind und von diesem abstehen, wobei zwischen den Schneiden Spanflächen angeordnet sind, die mit einer Einrichtung zur Befestigung des Werkzeuges an einem Werkzeugträger zusammenwirken, dadurch gekennzeichnet, daß in den Spanflächen (24, 25, 26) Nuten (27, 28, 29) vorgesehen sind, die einerseits das Werkzeug (12) durch passenden Eingriff mit einem entsprechend geformten Vorsprung (30) am Werkzeugträger (10) halten und andererseits als Kerbstelle wirksam sind, um im Fall der Überlastung einer Schneide (18, 19, 20) einen Werkzeugbruch zwischen zwei Nuten (27, 28, 29) herbeizuführen.

2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spanflächen (24, 25, 26) der Schneiden (18, 19, 20) konkav gekrümmt sind und in Freiflächen (23, 22, 21) der nachfolgenden Schneiden (20, 19, 18) übergehen, wobei die Freiflächen (23, 22, 21) im wesentlichen eben sind und die Nuten (27, 28, 29) in den gekrümmten Spanflächen (24, 25, 26) vorgesehen sind.

3. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Tragefläche (29′, 28′, 27′) einer jeden Nut (29, 28, 27), welche an die Spanfläche (24, 25, 26) einer Schneide (18, 19, 20) ausschließt, zusammen mit der Freifläche (21, 22, 23) dieser Schneide (18, 19, 20) einen Winkel (v) bildet.

4. Befestigungseinrichtung für ein Werkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit einem Trageteil, das an einem Werkzeugträger angebracht oder anbringbar ist, sowie einem abnehmbaren Spannteil, dadurch gekennzeichnet, daß das Trageteil (14; 49) mit einem Vorsprung (30) zum passenden Eingriff mit einer entsprechend geformten Nut (27, 28, 29) im Werkzeug (12) versehen ist, sowie einer Tragefläche (14′) zum Abstützen der Freifläche (21, 22, 23) einer unwirksamen Schneide (18, 19, 20).

5. Befestigungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannteil (15; 36; 46) mit einer Spannfläche (32; 40; 50) versehen ist, die gegen die Freifläche (21, 22, 23) einer unwirksamen Schneide (18, 19, 20) drückt.

6. Befestigungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannteil (15; 36; 46) in seinem einspannenden Zustand auf dem Trageteil (14; 49) lediglich mit einem Endabschnitt aufsitzt, der der Spannfläche (32; 40; 50) gegenüberliegt.

7. Befestigungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannteil (15; 46) in dem genannten Endabschnitt mit einem Vorsprung (33; 47) versehen ist und das Trageteil (14; 49) mit einer entsprechenden Aussparung (34; 48).