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Fräsmesser Den bisher benutzten rotierenden Fräsmessern zur Bearbeitung
von Holz u. dgl. wurde durch einen fassonierten Winkelschliff auf der Außenseite
des Messers die erforderliche Profilierung gegeben. Bei dieser Ausführung sind die
Innenseiten des Messers völlig glatt.
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Bei dem beschriebenen und abgebildeten Erfindungsgegenstand, dem zweiseitig
fassonierten Fräsmesser, ist die Außenseite auf die gesamte Messerlänge mit einem
Profil und die Innenseite mit dem sonst auf der Außenseite üblichen fassonierten
Schrägschliff versehen, der hier naturgemäß- das Negativ der auf der Außenseite
befindlichen Profilierung darstellt. Die doppelseitige Fassonierung hat im Gegensatz
zu den einseitig fassonierten Fräsmessern den Vorteil, daß i. jede Stelle der Fräsmesserschneide
gleich scharfwinklig zuläuft, d. h. daß den Messern an jeder beliebigen Stelle der
Schneide der gewünschte spitze Zuschliffwinkel und im Hinblick auf das Material
der erforderliche Schneidwinkel gegeben werden kann, und daß 2. die Schneidlinie,
d. i. die äußerste Kante der Schneide, beliebig in ihrer Stellung zur Frässpindel
verlegt werden kann, d. h. daß der Winkel, unter dem die Schneidlinie das Material
passiert, beliebig gestaltet werden kann.
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Zu i ist zu bemerken: Allgemein ist es erwünscht, daß jedes Schneidwerkzeug
unter einem gewissen spitzen Winkel in das Material eindringt. Diesem Erfordernis
konnte man bei der bisherigen Fräsmesserform nur beschränkt gerecht werden, nämlich
entweder nur bei solchen Messern, die eine geradlinige Schneide aufweisen, wie bei
Falzköpfen und Hobelwellenmessern, oder bei fassonierten Messern nur an den wenigen
Stellen, an denen die Schneidlinie senkrecht, d. h. parallel zur Spindel, oder doch
annähernd senkrecht verläuft. Sobald aber bei der alten Messerform die Schneidlinie
aus der senkrechten Richtung mehr in die waagerechte überging, so erhielt man immer
mehr einen stumpfen Schneidwinkel. Dieser teilweise stumpfe Schneidwinkel aber erschwerte
das Eindringen des Messers in das Werkstück, was namentlich bei Querholz- und noch
mehr bei Hirnholzfräsungen sich nachteilig geltend machte. Bei der neuen Fräsmesserform
hingegen dringen sämtliche Stellen der Schneide unter den gewünschten spitzen Winkel
in das Material ein.
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Zu 2 ist zu bemerken: Unter Stellung der Schneidlinie zur Frässpindel
ist der Winkel zu verstehen, den die Projektion der gesamten Schneidlinie auf eine
waagerechte Ebene (bei senkrecht stehender Spindel) mit der Tangente an den Flugkreis
des Fräsmessers
bildet, und zwar gemessen auf der Vorderseite der
Schneide. Dieser Winkel, unter dem die Schneidlinie das Material passiert, sei im
folgenden kurz als Passierwinkel X bezeichnet. Er wird am besten veranschaulicht
durch die Zahnung eines Kreissägeblattes. Hierbei stellt die Brustseite des Zahns
die erwähnte Schneidlinie bzw. Schneidlinienprojektion dar. Diese bildet mit der
Tangente an den Flugkreis je nach Zahnform einen verschiedenen Winkel: beim überhängenden
Zahn einen solchen von mehr als go°, beim zurückfliehenden einen solchen von weniger
als go°. Dieser Winkel ist der erwähnte Passierwinkel.
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Bei den Fräsmessern alten Formats, seien sie gerade oder gebogen,
muß infolge der glatten, nicht fassonierten Innenseite desselben die Projektion
der Schneidlinie notwendigerweise mit der Projektion der Messerinnenseite zusammenfallen.
Daraus ergibt sich, daß der Passierwinkel bei dieser Messerform absolut bedingt
ist durch die Stellung des Messers selbst zur Frässpindel. Er kann als geringsten
Wert go° annehmen, nämlich dann, wenn das Fräsmesser mitten durch die Spindel hindurchgesteckt
ist, was freilich praktisch wenig vorkommt. Für gewöhnlich wird er, nämlich bei
seitlich verschobenem Messer, etwa 1z50 betragen. Immer aber ist er, wie gesagt,
ganz allein abhängig von der Stellung des Messers selbst, die nicht beliebig verändert
werden kann. Anders hingegen verhält es sich bei dem Erfindungsgegenstand, dem zweiseitig
fassonierten Fräsmesser. Hier ist die Stellung der Schneidlinie völlig unabhängig
von der Stellung des Messers selbst. Sie ist vielmehr dadurch bedingt, wie die Fassonierung
der Außenseite mit der Fassonierung der Innenseite zusamentrifft; je stärker die
vertieften Stellen der Fasson auf der Innenseite, die den erhöhten auf der Außenseite
entsprechen, ausgenommen werden, desto weiter weichen die erhöhten Stellen der Außenfasson
zurück, desto mehr bekommt man das Bild des zurückfliehenden Zahns bei der Kreissäge.
Durch die Verlegung der Schneidlinie wird das Rotationsprofil allerdings etwas flacher;
doch kann dieser Veränderung im voraus bei der Profilgestaltung Rechnung getragen
werden durch entsprechend stärkere Betonung des Profils.
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Diese Verlegbarkeit der Schneidlinie nun und der sich daraus ergebende
verschiedene Passierwinkel ist von großer Bedeutung für die Arbeitsweise des Messers.
Bei einem Passierwinkel von go°, also bei radial stehender Schneidlinienprojektion,
erfolgt der Druck der Schneide auf das abzutrennende Material in der Richtung der
Flugkreistangente; bei mehr als go° erfolgt der Druck der Schneide vom Werkstück
weg gegen das Innere des beschriebenen Kreises zu, und zwar immer mehr in Richtung
auf die Spindel, je größer der Passierwinkel wird. Das Abtrennen des Spans erfolgt
also hier, vom Werkstück aus betrachtet, von innen nach außen vom vollen Material
weg gegen den leeren Raum bzw. gegen die bereits vom Fräser gebildete Fräsnut. Bei
einem Passierwinkel unter go° aber erfolgt der Druck der Schneide beim Abtrennen
des Spans in Richtung auf die Peripherie des vom Messer beschriebenen Flugkreises,
also gegen das volle Material; die Schneidwirkung geht mithin, vom Werkstück aus
betrachtet, von außen nach innen. Diese verschiedenartige Schneidweise ist ohne
Belang, wenn es sich um Längs- oder Hirnholzfräsungen handelt, sie ist aber bei
Querholzfräsungen von größter Bedeutung, d. h. dann, wenn die Faser im rechten Winkel
zur Rotationsebene am Werkzeug vorbeigeführt wird, und zwar gilt das nicht allein
für Fräs-, sondern auch für Sägarbeit, weshalb bei Kreissägen, die für Ouerholzschnitt
bestimmt sind, die zurückfliehende Zahnform gewählt ist, die den oben definierten
kleinen Passierwinkel ergibt. Bei Ouerholzfräsungen kommt es darauf an, daß die
Faser von außen nach innen abgeschnitten wird; bei einem Abschneiden von innen nach
außen: werden nämlich die Fasern aus ihrem Verband mit den andern Fasern losgerissen,
und es treten Ausfransungen und Ausbröckelungen am gefrästen Profil auf. Im ersteren
Falle bilden gewissermaßen die weiter nach innen gelegenen Fasern die Unterlage
für die abzutrennenden, während beim Schneiden von innen nach außen den abzutrennenden
Fasern jede Unterlage fehlt.
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Die bei Querholzfräsungen erwünschte Schneidwirkung von außen nach
innen aber und die diesem Zweck entsprechende Gestaltung des Passierwinkels ist
bei Fräsmessern alten Formats ausgeschlossen, da bei diesen die Stellung des Messers
selbst immer zugleich auch die Stellung der Schneidlinie, also den Passierwinkel,
bestimmt. Die doppelseitige Fassonierung und die sich hieraus ergebende Form der
Schneide kann bei allen Fräsmessern angewandt werden. Die gemachten Ausführungen
beruhen auf jahrelanger Erfahrung im Gebrauch zweiseitig fassonierter Fräsmesser
von seiten des Erfinders.
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Die neue Fräsmesserausführung sowie-die bildlichen Erläuterungen über
die Wirksamkeit derselben sind in den Zeichnungen dargestellt.
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Fig.1 ist eine schematische Darstellung
zur Veranschaulichung
der Schneidlinienstellung, und zwar Projektionen auf eine zur senkrecht stehenden
Frässpindel waagerecht liegende Ebene.
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Fig. i und 2 beziehen sich auf die zum Vergleich herangezogene Kreissägezahnung,
Fig. 3 und q. auf Fräsmesser alten und neuen Formats.
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Fig. i zeigt ein Teilstück eines Kreissägeblattes mit überhängender
Zahnform in schematischer Darstellung, Fig. 2 ein solches mit zurückfliehender Zahnform;
s sind die Blattbohrungen und die Kreissägewellen; N sind verschiedene Zähne; f
sind die Flugkreise ihrer Spitzen, w die Werkstücke; t sind die Tangenten
an die Flugkreise in den Punkten A, der Spitze eines Zahnes; A-B ist die
Brustseite des erwähnten Zahnes: X ist der Winkel zwischen Flugkreistangente und
Brustseite, der als Passierwinkel bezeichnet wird. Aus den beiden Zeichnungen ist
ohne weiteres ersichtlich, daß derselbe bei überhängender Zahnform wesentlich größer
ist als bei zurückfliehender.
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In Fig. 3 ist die Schneidlinienstellung bei einem Fräsmesser alten
Formats, in Fig. q. diejenige bei einem Fräsmesser neuen Formats, und zwar mit zurückverlegter
Schneidlinie dargestellt. Hierbei sind s die Frässpindeln, m die Fräsmesser,
w die Werkstücke; f 1 sind die Flugkreise des äußersten, f2 die Flugkreise
des innersten Schneidlinienpunktes der Messer; der Abstand zwischen beiden stellt
die Tiefe des auszufräsenden Profils dar; t sind die Tangenten an die Flugkreise
f1 in den äußersten Schneidlinienpunkten; A, B sind die innersten Schneidlinienpunkte;
die Strecken A-B sind die Projektionen der Schneidlinie auf eine zur senkrechten
Frässpindel waagerecht liegenden Ebene; X sind die Winkel zwischen Tangente und
Schneidlinienprojektion, die sogenannten Passierwinkel, die die Stellung der Schneidlinie
in ihrem Gesamtverlauf zur Frässpindel angeben.
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Ein Vergleich von Fig. 3 und q. mit Fig. i und 2 ergibt,- daß beim
Fräsmesser alten Formats ein Passierwinkel auftritt, wie er annähernd gleich beim
überhängenden Kreissägezahn vorkommt, und beim Fräsmesser neuen Formats mit zurückverlegter
Schneidlinie ein solcher wie bei zurückfliehender Kreissägezahnform.
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Fräser alten und neuen Formats zum Herausarbeiten eines Halbrundwulstes
sind in den Zeichnungen dargestellt.
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Fig. 5 bis 8 zeigen ein neues doppelseitig fassoniertes Fräsmesser
für Fräsungen in der Längsrichtung der Holzfasern in verschiedener Ansichten und
in Eingriffstellung. Fig. 9 bis 12 zeigen die gleichen Ansichten eines doppelseitig
fassonierten Fräsmessers zum Bearbeiten v on_ Ouerholzteilen, also mit zurückverlegter
Schneidlinie.
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Fig. 13 bis 17 stellen Fräsmesser der alten Ausführungsform in verschiedenen
Ansichten und in Eingriff dar; a ist ein doppelseitig fassoniertes Fräsmesser für
Längsfaserfräsung mit normal verlaufender Schneidlinie, a1 ein solches für Querholzfräsung
mit verlegter Schneidlinie; a= und a3 sind Fräsmesser alter Form; b ist das zu bearbeitende
:Material; c die Fräserwelle, d die Mittelpunkte der Fräsmesserbogen, e die Schneidlinien
der Fräsmesser; f sind die am tiefsten in das Material eindringenden Punkte der
Schneidlinie und g die am wenigsten tief eindringenden.
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Die Funktionsweise der Fräsmesser mit doppelseitiger Fassonierung
ist in den Zeichnungen derjenigen mit einseitiger Fassonierung gegenübergestellt
und ist wie folgt: Beim Drehen des Messerkopfes durch die Welle c wird das exzentrisch
eingesetzte Fräsmesser a oder a1 in das am Fräser vorbeigeführte Material b eingeführt
und alle Stellen der Messerschneidkanten e, auch die waagerecht verlaufenden, stets
in Schneidstellung, d. h. unter einem spitzen Schneidwinkel, und niemals schabend
durch das Material gedrückt. Dies wird in den Zeichnungen veranschaulicht durch
Fig. 5 bis 8 bzw. 9 bis 12, welche letzteren allerdings bereits die Spezialform
des zweiseitig fassonierten Fräsmessers für Ouerholzbearbeitung darstellen. Fig.
13 bis i7 zeigen dagegen Form und Arbeitsweise der bisher verwendeten Fräsmesser.
Die Spezialform des zweiseitig profilierten Fräsmessers für Querholzfräsung mit
zurückverlegter Schneidlinie wird durch Fig. 9 bis 12 in Form und Arbeitsweise veranschaulicht.
Hierbei greift, durch die Verlegung der Schneidlinien bedingt, der am wenigsten
tief eindringende Punkt g, dem am tiefsten eindringenden Punkt f vorauslaufend,
in das Material ein; dadurch ergibt sich der im Anfang beschriebene, weniger als
9o° betragende Passierwinkel der Schneidlinie und als Folge davon ein Durchschneiden
der Holzfasern von außen nach innen, wobei jede einzelne Faser beim Abschneiden
an den weiter innen liegenden Fasern Anlage und Widerstand findet, so daß sie sauber
durchschnitten und Ausschlitzfehler vermieden werden.