DE4225334C2 - Werkzeugkopf zum Profilzerspanen von Holzstämmen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Werkzeugkopf zum Zerspanen von Holzstämmen mit einem an seinem Umfang mit Hackmessern besetzten Messerkopf und mit einem aus der Stirnfläche des Messerkopfes axial ausfahrbaren Kantenfräser zum Ausfräsen der Kanten des Holzstammes.

Beim Zerspanen der seitlichen Segmente eines Holzstammes, dem sog. Profilzerspanen, verarbeitet ein an seinem Umfang mit Hackmessern besetzter Messerkopf diese seitlichen Segmente des Holzstammes zu Nutzspänen, beispielsweise Holzschnitzeln zur Zelluloseherstellung oder Spanplattenherstellung (DE-OS 21 58 912). In einem anschließenden Sägevorgang werden die an ihrer Außenfläche bereits angeflachten Seitenbretter vom Holzstamm abgesägt. Es ist es bekannt, vor dem Abtrennen der Seitenbretter die Kanten des Holzstammes auszufräsen (DE-OS 29 18 622), um für die Nabe einer nachfolgend eingesetzten, das Seitenbrett absägenden Kreissäge Platz zu schaffen. Damit wird verhindert, daß die Nabe der Kreissäge mit der unbearbeiteten Kante des Seitenbrettes kollidiert.

Bei einem bekannten Messerkopf der eingangs genannten Gattung (DE-OS 33 12 033, Fig. 8) erfolgt das Ausfräsen der Kanten des Holzstammes mittels eines exzentrisch angeordneten Kantenfräser, die aus der Stirnfläche des mit Hackmessern besetzten Messerkopfes axial vorspringt und axial verstellbar ist. Der Kantenfräser weist eine wesentlich größere Schneidenzahl auf als der mit Hackmessern besetzte Messerkopf und wird unabhängig von diesem angetrieben.

Während der Messerkopf bei der bekannten Vorrichtung Hackschnitzel mit der gewünschten, verhältnismäßig großen Faserlänge liefert, erzeugt der Kantenfräser verhältnismäßig kurze und kleine Frässpäne, die wegen ihrer Abmessungen als Nutzspäne nicht geeignet sind. In vielen Fällen müssen diese Frässpäne ausgesiebt werden, bevor die von den Hackmessern erzeugten Nutzspäne einer weiteren Verarbeitung zugeführt werden können.

Bei einem anderen, ebenfalls in der DE-OS 33 12 033 (Fig. 1 und 2) gezeigten Messerkopf ist ein Fräser konzentrisch und axial verschiebbar im Messerkopf angeordnet. Dieser Fräser dient aber in erster Linie der Bearbeitung der vor der Stirnseite des Messerkopfs liegenden Holzfläche und ist somit kein Kantenfräser. Auch dieser konzentrische Fräser erzeugt kurze und kleine Frässpäne, die als Nutzspäne nicht geeignet sind.

Außerdem ist es bekannt (Katalog: Leitz-Werkzeuge 83, S. 240), unterschiedlich große, konzentrische Messerköpfe mit gleicher oder ähnlicher Schneidezahl bei Fräsewerkzeugen für Fenster zu verwenden. Dort kommt es aber nur auf die Profilierung der Werkstücke und nicht auf die Form der anfallenden Späne an, weil keine Nutzspäne erzeugt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Werkzeugkopf der eingangs genannten Gattung so auszubilden, daß er ganz oder überwiegend nur Hackschnitzel mit verhältnismäßig großer Spanlänge liefert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Kantenfräser konzentrisch axial verschiebbar im Messerkopf angeordnet und mit diesem drehfest verbunden ist und daß der Kantenfräser mit Hackmessern bestückt ist, deren Schneidenzahl ähnlich der Schneidenzahl der Hackmesser des Messerkopfes ist.

Da die Schneidenzahlen des Messerkopfes und des Kantenfräsers ähnlich, vorzugsweise gleich sind, und da der Messerkopf und der Kantenfräser wegen ihrer drehfesten Verbindung mit gleicher Drehzahl angetrieben werden, liefern sie Hackschnitzel von gleicher Spanlänge, die als Nutzspäne geeignet sind, beispielsweise für die Zelluloseherstellung oder die Spanplattenherstellung.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die mit einem Werkzeugkopfantrieb verbundene und den Messerkopf tragende Messerkopfwelle als Hohlwelle ausgeführt ist, in der eine den Kantenfräser tragende Fräserwelle axial verschiebbar geführt ist, die drehfest mit der Messerkopfwelle verbunden ist. Damit ergibt sich ein besonders einfacher und platzsparender Aufbau des Messerkopfes.

Vorzugsweise ist in einer zentrischen Ausnehmung des Messerkopfes ein Stützkörper frei drehbar gelagert, der an seiner Stirnseite eine ringförmige Stützfläche für die abgespante Holzfläche bildet, und der Kantenfräser ist mindestens teilweise in eine zentrische stirnseitige Ausnehmung dieses Stützkörpers zurückziehbar. Bei kompakter Bauweise ermöglicht dieser Werkzeugkopf in einem weiten Bereich eine Anpassung an unterschiedlich dicke Seitenbretter, die nachfolgend abgesägt werden. Trotz der zentrischen, axial verstellbaren Anordnung des Kantenfräsers ermöglicht der Werkzeugkopf eine stabile seitliche Führung des Holzstammes durch Abstützung an der ringförmigen, frei drehbaren Stützfläche.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist. Es zeigt:

Fig. 1 zwei gleiche Werkzeugköpfe zum Profilzerspanen von Holzstämmen in achsparalleler Zwillingsanordnung in einem Längsschnitt und

Fig. 2 eine verkleinerte Ansicht in Richtung des Pfeiles II in Fig. 1.

Die in der Zeichnung dargestellten Werkzeugköpfe dienen dazu, von einem in Längsrichtung daran entlangbewegten Holzstamm 1 ein seitliches Segment 2 abzuspanen und zu Holzschnitzeln zu verarbeiten. Gleichzeitig wird von jedem Werkzeugkopf eine Kante 3 des Holzstammes 1 herausgearbeitet, die die Längskante eines Seitenbrettes 4a bildet, das nachfolgend von zwei gestaffelt angeordneten Kreissägen 4 (Fig. 2) abgesägt wird.

Jeder Werkzeugkopf weist einen Messerkopf 5 auf, der an seinem Umfang mit Hackmessern 6 besetzt ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel liegen die Schneiden der Hackmesser 6 auf einer zylindrischen Umfangsfläche.

An der Stirnseite des Messerkopfes 5 ist eine Kreissäge 7 angebracht, die die abzuspanende Fläche vorauslaufend sägt.

Der Messerkopf 5 wird von einer als Hohlwelle ausgeführten Messerkopfwelle 8 getragen, die in zwei Lagern 9, 10 in einem Maschinengestell 11 drehbar gelagert ist. Die Messerkopfwelle 8 trägt an ihrem dem Messerkopf 5 abgekehrten Ende eine Riemenscheibe 12, die über einen (nicht dargestellten) Zahnriemen mit einem (ebenfalls nicht dargestellten) Werkzeugkopfantrieb verbunden ist.

In einer zur Stirnseite hin offenen, zentrischen Ausnehmung 13 des Messerkopfes 5 ist ein Stützkörper 14 frei drehbar gelagert, der an seiner Stirnseite eine ringförmige Stützfläche 15 bildet. An dieser Stützfläche 15 wird die abgespante Holzfläche des Holzstammes 1 seitlich geführt.

Der Stützkörper 14 weist eine zentrische stirnseitige Ausnehmung 16 auf, in die ein Kantenfräser 17 zurückgezogen werden kann, der axial aus der Stirnfläche des Messerkopfes 5 ausfahrbar ist. Der Kantenfräser 17 wird von einer Fräserwelle 18 getragen, die axial verschiebbar in der Messerkopfwelle 8 geführt ist. Die Fräserwelle 18 steht über eine Paßfeder 19 mit der Messerkopfwelle 8 in drehfester, jedoch axial verschiebbarer Verbindung. An ihrem dem Kantenfräser 17 abgekehrten Ende ist die Fräserwelle 18 über ein Drehlager 20 mit einem für beide Fräserwellen 8 gemeinsamen Verstellglied 21 verbunden, das mittels eines (nicht dargestellten) Verstellantriebs in axialer Richtung verstellbar ist, um die Kantenfräser 17 axial gegenüber den Messerköpfen 5 zu verstellen.

Jeder Kantenfräser 17 ist an seinem Umfang mit Hackmessern 22 bestückt. Die Schneidenzahl des Messerkopfes 5 ist gleich oder mindestens ähnlich der Schneidenzahl des Kantenfräsers 17. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind sowohl jeder Messerkopf 5 als auch jeder Kantenfräser 17 mit jeweils zwei Hackmessern 6 bzw. 22 bestückt. Wegen des gemeinsamen Drehantriebs und der sich daraus ergebenden gemeinsamen Drehzahl erzeugen der Messerkopf 5 und der Kantenfräser 17 Hackschnitzel von angenähert gleicher Spanlänge, die als Nutzspäne verwertet werden können. Der Anteil der von den Kreissägen 7 erzeugten, nicht als Nutzspäne tauglichen Sägespäne ist demgegenüber sehr gering.

Wie in der Zeichnung dargestellt, werden beispielsweise zwei gleiche Werkzeugköpfe achsparallel in Zwillingsanordnung verwendet, die in entgegengesetztem Drehsinn angetrieben werden; sie bearbeiten die eine Seite des Holzstammes 1 gleichzeitig. Der Achsabstand der beiden Werkzeugköpfe ist so gewählt, daß sich die Schnittfugen der beiden Kreissägen 7 in Vorschubrichtung gesehen überlappen. Hierzu kämmen die Kreissägen 7 beispielsweise miteinander in der Weise, daß jeweils ein Sägezahn der einen Kreissäge in eine Zahnlücke der anderen Kreissäge 7 eingreift. Die beiden Messerköpfe 5 kämmen in der Weise miteinander, daß die Flugkreise der Hackmesser 6 einander überschneiden. Das Hackmesser 6 des einen Messerkopfes 5 taucht dabei jeweils in eine Ausnehmung des Messerkopfkörpers des anderen Messerkopfes 5.

Eine gleiche Gruppe von zwei Werkzeugköpfen kann zur gleichzeitigen Bearbeitung der anderen Seite des Holzstammes 1 vorgesehen werden.

Claims (7)

1. Werkzeugkopf zum Zerspanen von Holzstämmen mit einem an seinem Umfang mit Hackmessern besetzten Messerkopf und mit einem aus der Stirnfläche des Messerkopfes axial ausfahrbaren Kantenfräser zum Ausfräsen der Kanten des Holzstammes, dadurch gekennzeichnet, daß der Kantenfräser (17) konzentrisch axial verstellbar im Messerkopf (5) angeordnet und mit diesem drehfest verbunden ist und daß der Kantenfräser (17) mit Hackmessern (22) bestückt ist, deren Schneidenzahl ähnlich der Schneidenzahl der Hackmesser (6) des Messerkopfes (5) ist.

2. Werkzeugkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidenzahl des Kantenfräsers (17) und die Schneidenzahl des Messerkopfes (5) gleich sind.

3. Werkzeugkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit einem Werkzeugkopfantrieb verbundene und den Messerkopf (5) tragende Messerkopfwelle (8) als Hohlwelle ausgeführt ist, in der eine den Kantenfräser (17) tragende Fräserwelle (18) axial verschiebbar geführt ist, die drehfest mit der Messerkopfwelle (8) verbunden ist.

4. Werkzeugkopf nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß in einer zentrischen Ausnehmung (13) des Messerkopfes (5) ein Stützkörper (14) frei drehbar gelagert ist, der an seiner Stirnseite eine ringförmige Stützfläche (15) für die abgespante Holzfläche bildet, und daß der Kantenfräser (17) mindestens teilweise in eine zentrische stirnseitige Ausnehmung (16) des Stützkörpers (14) zurückziehbar ist.

5. Werkzeugkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Messerkopf (5) an seiner Stirnseite eine Kreissäge (7) trägt.

6. Werkzeugkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer gleicher Werkzeugkopf achsparallel in Zwillingsanordnung vorgesehen ist.

7. Werkzeugkopf nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Flugkreise der Hackmesser (6) der beiden Messerköpfe (5) einander überschneiden.