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Messerkopf zur Bearbeitung von Holzkanten, insbesondere in Hirnholz
Die Erfindung betrifft einen Messerkopf zur Bearbeitung von Holzkanten.
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Die saubere Bearbeitung der Hirnkanten an Arbeitsstücken aller Art,
wie beispielsweise bei den Schulterflächen von Zapfen und Falzen, bereitet bekanntlich
besondere Schwierigkeiten. Der Schnittdruck der Werkzeugschneiden schiebt bei Hirnholzbearbeitung
harte und weiche Jahresringe zusammen und verursacht beim Austreten der Schneiden
aus dem Arbeitsstück fast stets je nach Beschaffenheit des zu bearbeitenden Materials
größere oder kleinere Aussplitterungen.
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:Ulan hat diese Schwierigkeiten durch Anwendung vonWerkzeugen mit
schräg liegenden Schneiden und sogenanntem ziehendem Schnitt zu verbessern versucht.
Wenn eine Schneidkante nicht senkrecht, -sondern schräg zu ihrer Bewegungsrichtung
liegt, kann ihre Bewegung in eine eigentliche Schnittkomponente senkrecht zur Schneide
und eine zweite Komponente des ziehenden Schnittes parallel zum Verlauf der Schneide
zerlegt werden. Je größer der Neigungswinkel der Schneide gegenüber der Senkrechten
zu ihrer Bewegungsrichtung ist, um so kleiner wird die eigentliche Schnittkomponente
oder das Eindringen in das Arbeitsstück in Richtung senkrecht zur Schneide, und
um so größer wird gleichzeitig die Komponente des ziehenden Schnittes parallel zur
Schneide. Von der Größe dieser Ziehendenschnittkomponente hängt die Wirkung eines
leichteren, mit weniger Arbeitsdruck arbeitenden und darum sauberen Schnittes ab.
Mit
den bekannten Werkzeugkonstruktionen ist es nicht möglich, einen derart bedeutenden,
ziehenden Schnitt zu-erreichen, daß ein Aussplittem der Fasern bei der Bearbeitung
von Hirnholzkanten tatsächlich vermieden wird.
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In den Zeichnungen werden neue Werkzeuge für derartige Zwecke gezeigt,
welche nach vollständig neuartigen Grundsätzen.aufgebaut sind und einen ziehenden
Schnitt oder eine Bewegungskomponente parallel zur Schneiderrichtung ermöglichen,
welche die eigentliche Schnittkonmponente senkrecht zur Schneide oder das tatsächliche
Eindringen in das Arbeitsstück in ihrer Größe weit übertrifft.
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Dieser ungewöhnliche ziehende Schnitt wird dadurch ermöglicht, daß
die Messer dem Umfang des Messerkopfes entsprechend in der Weise gekrümmt ausgeführt
werden, daß sie die Form von Ausschnitten. aus einem Zylinder- oder Kegelmantel
annehmen. An der Stirnseite des Kopfes werden sie dann mit verhältnismäßig langen
Schneidkanten versahen, die gegenüber der Senkrechten zur Bewegungsrichtung um einen
bisher niemals auch nur annähernd erreichten Neigungswinkel Schrägliegen und an'
der Stirnseite des Kopfes in der ungefähren Fonm von flachen Dreiecken hervorragen.
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Diese langen Schneiden mit ihrem leichten ziehenden Schnitt besitzen
gegenüber den üblichen Messerköpfen mit bedeutend kürzeren Messerschneiden naturgemäß
auch eine außerordentlich verlängerte Schnittdauer.
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In den Zeichnungen wird der Erfindungsgegenstand in beispielsweisen
Ausführungen dargestellt. Fig, z zeigt teils in Seitenansicht, teils im Schnitt
einen Messerkopf zur Herstellung von Zapfen oder Falzen, bei welchem die Messer
unmittelbar auf dem Kopf befestigt sind; Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf diesen
Kopf mit abgenommenen Messerklappen; Fig.3 zeigt einen ähnlichen Kopf, bei welchem
die Messer auf besonderen, schwenkbaren Messerträgern eingespannt werden; Fig. 4
zeigt diesen Kopf in Draufsicht mit abgenommenen Messerklappen; Fig. 5 zeigt zur
besseren Erläuterung des Abrollens eines Spanes ein perspektivisches Bild der Arbeitsweise;
Fig. 6 bis 9 zeigen in schematischer Weise, wie durch Verschwenkun:g der Messerträger
auf dem Kopf Schulterflächen mit verschiedenem Neigungswinkel hergestellt werden
können.
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Der Messerkopf i trägt auf seinen Umfang vier gekrümmte Messer 2,
welche mittels Klappen 3 und Schrauben 4 befestigt werden. An seiner Stirnseite
trägt der Messerkopf außerdem noch zwei kreisrunde Ritzmesser 5 in bekannter Ausführung.
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Wie aus Fig. i ersichtlich, sind die gekrümmten Messer 2 gegenüber
der zu schneidenden Schulterfläche 6 des Arbeitsstückes. 7 um einen Freischnittwinkel
8 geneigt. Um sicherzustellen, daß die Schneide trotz dieser Schrägstellung die
zu schneidende Schulterfläche 6 mit ihrer ganzen Länge bestreicht, sind die gekrümmten
Messer 2 zur Rotationsachse 9 des Kopfes i um das Maß io exzentrisch gelagert.:
Auf diese Weise wird es möglich, daß der höchste Punkt i i der schrägliegenden Messerschneide
und ihr niedrigster Punkt 12 trotz des Freischnittwinkels 8 . senkrecht übereinanderliegen
und somit in diesem Beispiel eine senkrechte Schulterfläche erzeugen.
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Fig. 3 zeigt einen, ähnlichen Messerkopf, gleichfalls teilweise in
der Seitenansicht, teilweise im Schnitt. Fig.4 stellt den gleichen Kopf ohne Messerklappen
in Draufsicht dar, bei welchem die gekrümmten Messer 13 nicht unmittelbar auf dem
Messerkopf,sondern auf besonderenMesserträgern 14 mittels der Messerklappen 15 eingespannt
sind. Die winkelförmigen Messerträger 14 sind auf der Rückseite des Messerkopfes
16 um Schrauben 17 schwenkbar angeordnet. Die Festklemmung der Messerträger 14 erfolgt
durch besondereSchrauben 18 in Schlitzen i9. Auf diese Weise ist es möglich, die
Exzentrizität 2o je nach dem Neigungswinkel der zu schneidenden Schulterflächen
zu verändern, wie in den späteren Fig. 6 bis 9 noch näher erläutert wird. Da der
Mesiserkopf 16 nach Fig. 3 und 4 zur Bearbeitung schrägliegender Schulterflächen
verwendet wird, ist die Schräglage der gekrümmten Messer 13 bedeutend größer gewählt,
als im Ausführungsbeispiel nach Fig. i und 2, welches vorzugsweise für die Bearbeitung
senkrechter Schulterflächen geeignet erscheint. Beide .Messerköpfe nach Fig. i bis
4 besitzen kreisrunde Ritzmesser 5 resp. 21, welche in bekannter Weise die Bodenflächen
22 bzw. 23 der herzustellenden Zapfen oder Falze bearbeiten und gleichzeitig am
Grund der Schulterflächen 6 bzw. 24 so weit einritzen, daß die von den gekrümmten
Messern 2 bzw.i3 abgeschnittenen Späne sich am Zapfengrund frei ablösen. An Stelle
der kreisrunden Ritzmesser kann auch jede andere Art von Ritzmessern verwendet werden.
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Zur besseren Erläuterung des Abrodlens eines Spanes zeigt Fig. 5 in
perspektivischer Weise die Stellung eines gekrürnmtenMessers imEingriff mit der
herzustellenden Schulterfläche. Die gekrümmte, sehr schräg liegende Messerschneide
,25 trennt mit sehr bedeutendem ziehendem Schnitt den Span 26 von der Schulterfläche
27 nm wesentlichen in Richtung von oben nach unten ab. Der Span 26 ist erst vollkommen
gelöst in dem Augenblick, wo der höchste Punkt 28 der Schneide 25- in die Rille-
29 ausschneidet, welche von dem punktiert angedeuteten Ritzmesser 30 in an
sich bekannter Weise vorgeschnitten wird.
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In den Fig. 6 bis 9 wird in schematischer Weise gezeigt, wie verschiedene
Neigungswinkel der Schulterflächen mit dem :gleichen Werkzeug nach Fig. 3 und 4
durch Verschwenkung der gekrümmten Messer auf ihren Messerträgern bzw. durch Veränderung
ihrer Exzentrizität gegenüber der Drehachse desMesserkopfes erzielt werden können.
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Fig. 8 zeigt die Lage einer gekrümmten Messerschneide 31 in bezug
auf die Drehachse 32 eines Messerkopfes. Wie aus dieser Figur ersichtlich, liegt
der Mittelpunkt der Schneidenkrüm@mung im Punkte 33, - also exzentrisch zur- Drehachse
32.
Fig. 8 zeigt ferner eine zweite Lage der gleichen Schneide,
welche durch Verschwenkung entsteht. Wenn die Messerschneide um ihren höchsten Punkt
34 um den Winkel 35 verschwenkt wird, nimmt sie die in Fig.8 mit 3i' bezeichnete
Lage ein. Ihr niedrigster Punkt 36 wandert dabei in Richtung auf die Drehachse 32
in die Stellung 36'. Dabei bleibt der höchste Punkt 34 unverändert im Abstand 37
zur Drehachse 32. Dagegen wandert der niedrigste Punkt 36 in Richtung auf die Drehachse
32 in die Lage 36', so daß er dann den Abstand 39 von der Drehachse hat.
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Diese Abstände von der Drehachse sind sinngemäß in Fig. 6 und 7 in
ihrer Wirkung auf die Entstehung der zu schneidenden Schulterfläche gezeigt. In
Fig. 6 liegt der niedrigste Punkt 36 im Abstand 38 von der Drehachse, während ihr
höchster Punkt 34 im Abstand 37 zur Drehachse liegt, wie es der Fig. 8 entspricht.
Hierbei entsteht eine Schulterfläche 41 mit dem Neigungswinkel 42, da der niedrigste
Punkt 36 der Schneide gegenüber ihrem höchsten Punkt 34 in horizontaler Richtung
um das Maß 4o verschoben ist.
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Das gleiche zeigt Fig. 7 in bezug auf die Lage der gekrümmten Schneide,
wie sie nach Verschwenken in Fig. 8 mit 31" bezeichnet wurde. Der niedrigste Punkt
36' und der höchste Punkt 34 sind in diesem Fall in horizontaler Richtung um das
Maß 41 gegeneinander verschoben, infolgedessen erhält die bearbeitete Schulterfläche
42 den Neigungswinkel 43; in beiden Fällen entspricht die senkrechte Höhe der bearbeiteten
Schultern 44 der gesamten Steigung 45 der gekrümmten Schneide 31 gegenüber der Stirnseite
des Messerkopfes (Fig. 9).
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In den Beispielen wird die gleichzeitige Bearbeitung von Schulterflächen
und Grundflächen vom Zapfen oder Falzen gezeigt. Die gleichen Werkzeuge lassen sich
auch ohne weiteres für das Bestoßen der Kanten von Arbeitsstücken jeder Art ohne
Zapfen oder Falze verwenden. In diesem Fall fällt die Bearbeitung des Zapfenbodens
durch die zwischen den gekrümmten Messern eingehauten Ritzmesser fort. Die für diese
Zwecke verwendeten Werkzeuge können daher ohne .besondere Ritzmesser .ausgeführt
werden, während die gekrümmten Messer für die Bearbeitung der Schulterflächen in
derselben Weise wie in den Beispielen gezeigt, ausgebildet sind. Derartige Werkzeuge
zum sauberen Bestoßen von Holzkanten besonders in Hirnholz besitzen gegenüber einfachen
Kreissägen noch den Vorteil, daß sie den abfallenden Säumling vollkommen zerspanen,
wodurch besondere Zerspanungsvorrichtungen, wie sie bei in dieses Gebiet fallenden
Maschinen des öfteren benötigt werden, vollkommen fortfallen.