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Verfahren zur Bearbeitung längerer Zapfen in Querholz Längere Zapfen
mit unterschnittenen öder profilierten Schultern werden bei höheren Ansprüchen an
gleichmäßige Sauberkeit aller Flächen auf Spezialzapfenschneidmaschinen in der Weise
bearbeitet, daß fast die gesamten zu zerspanenden Querschnitte mit den Zapfengrundflächen
mittels langer Grundmesser auf zwei horizontalen Arbeitswellen und nur die Schulterflächen
mittels kurzer Schultermesser auf zwei besonderen vertikalen Unterschulterwellen
herausgearbeitet werden. Allein für das Bearbeiten des Zapfens benötigen daher derartige
Maschinen vier Arbeitswellen.
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Es ist auch bekannt, die gesamten zu zerspanenden Querschnitte mit
Grund- und Schulterflächen allein mittels kurzer Schultermesser auf zwei vertikal
arbeitenden Ausschlagscheibeu herauszuarbeiten. Hierbei können die beiden Ausschlagscheiben
für obere und untere Seite des Zapfens auf einer gemeinsamen oder auch auf zwei
getrennten vertikalen Arbeitswellen angeordnet sein. Dieses Arbeitsverfahren besitzt
zwar den Vorzug größerer Einfachheit, da nur eine bzw. zwei vertikale Arbeitswellen
erforderlich sind und besondere lange Grundmesser überflüssig werden. Andererseits
bringt dieses Verfahren jedoch viele Nachteile mit sich. Die kurzen Schultermesser
haben eine zu geringe Schnittdauer, da sie die gesamte Zerspanungsarbeit leisten.
Ein Aussplittern ist kaum zu vermeiden, da die Späne bei der außerordentlich großen
Schnittiefe sehr stark werden. Die Grundflächen des Zapfens werden überhaupt nicht
sauber gehobelt, sondern nur mit den Kanten der Schultermesser oder sog. kleinen
Ritzern rauh bearbeitet.
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Das neue Arbeitsverfahren gemäß der Erfindung stellt eine Verbesserung
dieser einfachen Arbeitsweise mit zwei getrennten vertikalen Arbeitsellen dar. Um
gleiche Sauberkeit des Zapfengrundes und der Schulterflächen zu ermöglichen, werden
besondere Messer für die Bearbeitung der Zapfenböden und der Zapfenschultern wie
bei den Maschinen
mit vier Wellen verwendet. Die Zerspanungsarbeit
wird jedoch zwischen beiden auf neuartige Weise derart verteilt, daß sie auf gemeinsamen
Werkzeugträgern angeordnet werden können.
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Zu diesem Zweck werden an Stelle der vertikalen Ausschlagscheiben
Werkzeugträgerverwendet, welche auch an der Stirnseite besondere Grundmesser aufnehmen
können und die Form von Tellerscheiben besitzen. Die beiden vertikalen Arbeitswellen
zur Bearbeitung der oberen und unteren Zapfenseiten werden zur Vertikalen um einen
kleinen Winkel entgegengesetzt schräg gestellt. Die Schnittbewegung sämtlicher Messer
erfolgt daher weder parallel noch senkrecht zum Zapfengrund, sondern sanft zur Oberfläche
des Arbeitsstückes ansteigend. Damit tritt eine radikale Änderung der gesamten Zerspanungsverhältnisse
und eine wesentliche Verbesserung selbst gegenüber den Arbeitsverfahren mit vier
Arbeitswellen ein.
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Das neue Arbeitsverfahren oder die Wirkungsweise der neuartigen Werkzeugträger
in bezug auf den zu bearbeitenden Zapfen wird in der Zeichnung in Fig. 1 in schematischer
Weise dargestellt.
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In Fig.2 wird der neuartige Werkzeugträger in Gestalt einer Tellerscheibe
in Draufsicht und in Fig.3 in Seitenansicht dargestellt.
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Das Arbeitsstück 1 mit dein Zapfen 2 wird mittels zweier Arbeitswellen
3, 4 auf beiden Seiten fertig bearbeitet. Zu den Arbeitswellen 3, 4 gehören Elektromotoren
5, 6 und ferner Werkzeugträger 7, 8, welche die Form von Tellerscheiben besitzen.
Die Arbeitswellen 3, 4 sind gegenüber der Vertikalen um einen kleinen Winkel a1
bzw. a2 derart entgegengesetzt schräg gestellt, daß die Schnittbewegung in Ebenen
erfolgt, die parallel zu den Diagonalen 9, 1 o bzw. 1 1; 12 durch die zu zerspanenden
Querschnitte liegt.
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In Fig. 1 sind die Elektromotoren 5, 6 an derjenigen Seite der Tellerscheiben
7, 8 angeordnet, an welcher die Kegelflächen für die Schultermesser liegen. Ebensogut
können sie am entgegengesetzten Ende angreifen, jedoch ist dann eine Anordnung der
einen Arbeitswelle über der anderen nicht mehr möglich, da beide Arbeitswellen sich
gegenseitig überschneiden würden.
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Die Ränder 13, 14 der Tellerscheiben 7, 8 besitzen die Form abgestumpfter
Kegelflächen mit sehr stumpfen Kegelwinkeln ß1 bzw. ß2 und tragen lange Messer zur
Bearbeitung des Zapfengrundes 15, 16 und zum Herausarbeiten der durch die Diagonalen
9-1 o, I 1-12 gebildeten inneren Dreiecke 17, 18 der zu zerspanenden Querschnitte.
Am Umfang 19, 20 tragen die Tellerscheiben 7, 8 auf entgegengesetzt liegenden Kegelflächen
mit den Kegelwinkeln 7I bzw. y:= kurze Schultermesser zur Bearbeitung der Schulterprofile
und zum Herausarbeiten der äußeren Dreiecke 21, 22 der zu zerspanenden Querschnitte.
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Infolge der flachen Wölbung der Tellerränder 13, 14 werden die Späne
in der Nähe,des Zapfengrundes 15, 16 sehr dünn, und es entsteht auch bei größeren
Vorschubgeschwindigkeiten ein sauber gehobelter Zapfengrund ohne Aussplitterungen
am hinteren Ende des Zapfens. Die kurzen empfindlichen Schultermesser auf den entgegengesetzten
Kegelflächen am Umfang i9, 2o müssen nur die äußeren Dreiecke 21, 22 oder etwa die
Hälfte der Querschnitte zerspanen, und ihre Schnittdauer wird entsprechend verlängert.
Die Späne der Schultermesser nehmen zwar mit der Entfernung von der Schulter an
Stärke zu, aber infolge langsamen Heraustretens aus der Oberfläche entlang den Diagonalen
9-1o, I I-12 gleichzeitig an Breite ab, so daß der gesamte Spanquerschnitt
etwa konstant bleibt. Von besonderer Wichtigkeit ist dabei, daß starke Späne nur
in der Nähe der Oberfläche des Arbeitsstückes, also weitab vom fertigen Zapfengrund,
entstehen, so daß selbst auftretende Unsauberkeiten oder Aussplitterungen am hinteren
Zapfenende unschädlich werden, da die Diagonalkanten 9-1 o, 1 1-12 durch die darauffolgende
Bearbeitung der inneren Dreiecke 17, 18 durch die Grundmesser anschließend doch
vollkommen zerspant werden.
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Von großer Bedeutung bei der Bearbeitung furnierter oder abgesperrter
Arbeitsstücke mit horizontalen Leimschichten ist das langsame Emporsteigen der Schultermesser
aus der Oberfläche eiltlang den Diagonalen 9- i o, 11-12, da sich der schädliche
Einfluß der Leimschichten hierbei über die ganze Breite der Schultermesser verteilt
und nicht, wie bei reinem vertikalem Arheitsverfahren, auf den gleichen Punkt der
Schneide konzentriert, was wesentlich zur Erhöhung der Schnittdauer beiträgt.
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Wie Fig.z und 3 zeigen, trägt die Tellerscheibe 23 an der Stirnseite
auf einer stumpften Kegelfläche 24 zwei lange Grundmesser 25, 26 zur Bearbeitung
des Zapfengrundes 27 am Arbeitsstück 28. In besonderen Aussparungen sind ferner
Schultermesser 29,30 mittels der Keile 31, 32 eingespannt, welche mit ihren
profilierten Schneiden 33, 34 an der entgegengesetzt liegenden Kegelfläche 3 5 des
Umfanges eine profilierte Schulterfläche herausarbeiten. In bekannter Weise sind
die Schultermesser 29, 30 durch Schrauben 36, 37 einstellbar und die Keile 31, 32
durch Schrauben 38, 39 festziehbar. In weiteren Aussparungen trägt die Tellerscheibe
23 besondere Ritztriesser 40, 41, -welche mittels der Schrauben 42, 43 festgespannt
werden. Die Ritzmesser 40, 41 arbeiten mit ihren Spitzen 44, 45 eine kleine Nut
am Schultergrund 46 zwischen der Schulterfläche 33 und der Zapfengrundfläche 27
heraus, um ein seitlich freies Arbeiten der äußersten Kanten der Grund- und Schultermesser
im Schultergrund 46 sicherzustellen.
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Das neue Arbeitsverfahren mit Tellerscheiben ist ebensogut für einseitig
arbeitende wie auch für doppelseitig arbeitende Zapfciisclineidmaschilieil anwendbar.
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