AT398403B - Messerwalze und kammesser für messerwellenzerspaner - Google Patents

Description

AT 398 403 B

Die Erfindung betrifft eine Messerwalze für Spanereinrichtungen zur Abtragung von flächigen und/oder eine größere Längserstreckung aufweisenden Partikeln von gewachsenem Holz für eine Herstellung von Holzwolle, Spanplatten und dgl., im wesentlichen umfassend einen Walzenkörper mit mindestens einer im Oberflächenbereich in Längsrichtung gerade oder schraubenförmig angeordneten Ausnehmung, in welcher mittels Haltemittel ein mit einem Messer verbundener Teil radial verschiebungssicher geführt und der Teil durch einen Fliehkeil an einer Seitenwandung der Ausnehmung aniegbar ist.

Weiters bezieht steh die Erfindung auf ein Kamm-Messer für Messerwellenzerspaner zur Abtragung von flächigen und/oder eine größere Längserstreckung aufweisenden Partikeln von gewachsenem Holz für eine Herstellung von Holzwolle, Spanplatten und dgl., im wesentlichen umfassend einen Grundkörper und in Längsrichtung Zwischenbereiche mit Stirnflächen freilassend, von diesem seitlich vorragend Schneidbereiche mit Schneidkanten.

Bei einer Herstellung von Spanplatten ( auch Holzfaserplatten genannt) werden flächige und/oder längsgestreckte Partikel bzw. Späne von Holz unter Verwendung von Klebemitteln, z.B. Harzen, Leimen und dgl., miteinander verbunden, wobei zwischen distanzierten gegebenenfalls bewegten Preßflächen unter Druck die Verbindung erfolgt oder eingeleitet wird. Zur Gewinnung der Partikel wird gewachsenes Holz zerspant bzw. vom Holz werden Späne mit geringer Dicke abgetragen und einer weiteren Verarbeitung zugeführt. Dabei erfolgt die Spanung bzw. Abtragung mit Messerwalzen, welche im Oberflächenbereich Messer mit unterbrochenen Schneiden aufweisen. Derartige, zum Beispiel aus der DE-OS 30 39 833 bekannte Messer oder Spanmesser sind aus entsprechend schneidhaltigen Messer- oder Werkzeugstahl gebildet, weisen zumeist eine Dicke von 5 mm und mehr auf und können vielfach durch Abschleifen der Abfasungsfläche nacfigeschärft werden. Dafür ist, wie in Fig. 1 dargestellt, das Messer 5 in radialer Richtung der Messerwalze 1 nachstell- und durch Verbindungsmittel, z.B. Kopfschrauben 41, im Schlitzbereich an einem Führungsteil 4 feststellbar. Eine möglichst große Dicke des Messers wird gewählt, um einerseits eine stabile Schneidteilverankerung durch z.B. zumindest fünf Gewindegänge zu erreichen und andererseits Vibrationen der Schneide beim Spanabtrag möglichst gering zu halten, so daß ein Brechen der Späne und damit ein Anfall von unerwünschtem Feinanteil minimiert werden.

Es wurde gemäß EP-A2 85040 schon vorgeschlagen, vorteilhafte Einwegmesser und zwar Einweg-Vollschneiden-Messer zu verwenden und zusätzlich weitere, einer Begrenzung der Spanlänge dienende Einwegmesser in der Messerwalze anzuordnen. Eine derartige Ausführungsform einer Hobelwelle erfordert in nachteiliger Weise hohe Aufwendungen sowohl bei einer Bereithaltung als auch bei einem Tausch der Messerbestückung, Wobei auch die Schneidhaltigkeit in vielen Fällen gering ist. Zur Verbesserung der Schneidhaltigkeit wurde schon versucht (AT-PS- 368932) ein Einwegmesser als Vollschneidenmesser aus Hartmetall in einem Einbauhalter anzuordnen und den Einbauhalter im rotierenden Walzenkörper zu positionieren. Der Werkstoff Hartmetall besitzt zwar eine überlegene Härte, so daß daraus gefertigte Messer hohe Schneidhaltigkeit aufweisen, ist aber auch spröde, wodurch höhere Messerdicken erforderlich und eine größere Bruchgefahr auch bei einem flächigen Einspannen des Messers gegeben sind.

Bei einer Messerwalzen- und Kamm- Messer- Ausführung mit großer Schneidteildicke ist zwar ein oftmaliges Nachschleifen zum Bilden einer scharfen Messerschneide möglich und es fallen nur geringe Mengen an Feinanteil beim Abtragen des Holzes an, die genaue radiale und im Betrieb sichere Einstellung des Messers im Walzenkörper und die Herstellung des Schneidteiles selbst sind jedoch aufwendig und erfordern lange Rüstzeiten der Spanereinrichtung sowie eine kostspielige Anschaffung und Lagerhaltung.

Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen und setzt sich zum Ziel, die Nachteile der bekannten Messerwalzen und Kamm-Messer zu beseitigen und neue Komponenten mit verbesserten Schneidteilen für Spanereinrichtungen zur Abtragung von Partikeln von gewachsenem Holz zu erstellen.

Dieses Ziel wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung dadurch erreicht, daß das Messer als zweiseitig ersetzbares Einweg-Kamm- Messer mit einer Dicke von 0,5 - 4,0 mm, vorzugsweise von 1,0 bis 2,5 mm, ausgebildet ist und, wie an sich bekannt, Halterungs- und Führungsausnehmungen, in welche Positionierstifte einer Trägerplatte , an welcher das Messer anliegt, formschlüssig eingreifen, aufweist, wobei das Kamm-Messer in einer der Messerdicke mit Untermaß entsprechenden Ausnehmung der Trägerplatte angeordnet ist und die Trägerplatte, die ihrerseits direkt oder in lösbarer Verbindung mit bzw. über einen Führungsteil mit dem Walzenkörper gegen radiale Verschiebung gesichert derart angeordnet ist, daß das Messer an der in Drehrichtung der Messerwalze nacheilenden mindestens eine geradlinige Erzeugende aufweisende Seitenwandungsfläche der Walzenausnehmung positionierbar und an diese durch den mittels Spannelementes anstellbaren Fliehkeil flächig anpreßbar ist.

Die durch die Erfindung erzielten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, daß an sich bekannte Einwegmesser als dünne Einweg- Kamm- Messer ausbildbar sind und auf einfache Weise positionsgenau bezüglich der Messerwalzendrehachse in den Walzenkörper eingesetzt werden können. Dadurch können auch die Rüstzeiten der Spanereinrichtung gering gehalten werden, so daß eine hohe Wirtschaftlichkeit 2

AT 398 403 B gegeben ist. Im Vergleich mit herkömmlichen Messerwalzen entfallen auch genaue Einstellungsarbeiten nach einem Messerwechsel oder nach einem Schärfen der Schneidteile, wobei auch keinerlei aufwendige Schleifeinrichtungen erforderlich sind. Einer gesteigerten Wirtschaftlichkeit wegen sind die Messer durch beidseitigen Anschliff zweiseitig einsetzbar und somit sind der Verbrauch der Teile und die Lagerhaltung vermindert. Entgegen dem Vorurteil der Fachwelt können derartige Messer nur durch Halterungs- und Führungsausnehmungen, in welche Positionierstifte einer Trägerplatte eingreifen, genau eingestellt und stabil gegen radial® Verschiebung durch Fliehkräfte auf dieser gesichert werden bzw. sein, wenn eine durch einen Fliehkeil bewirkte flächige Anpressung des Schneidteiles an die Seitenwandung der Ausnehmung des Walzenkörpers gegeben ist. Die Fläche der Seitenwandung muß dafür zumindest eine geradlinige Erzeugende aufweisen.

Im Vergleich mit den bisher in Messerwalzen eingesetzten Messern sind die erfindungsgemäß vorgeschlagenen zweiseitig einsetzbaren Einweg-Kamm-Messer wirtschaftlich herstellbar und haben eine vorteilhaft geringe Dicke, wodurch auch besonders gute Vergütungseigenschaften des Werkstoffes gegeben sind. Es können dabei hur die Schneidkanten höchste Härte aufweisen, wogegen im Grundkörper des dünnen Kamm-Messers eine hohe Wechselfestigkeit des Materials vorliegt. Dabei ist jedoch wichtig, wie gefunden wurde, daß das Messer zwischen einer Trägerplatte und einer Wand einer Walzenausnehmung anpreßbar bzw. eingespannt ist, so daß die vom Fachmann gefürchteten Messervibrationen, die zu Ausbrüchen führen können, nicht auftreten. Völlig überrragchend wurde gefunden, daß auch leichte und dünne Messer weitgehend vibrationsfrei bleiben und eine Abtragung von Holz in gewünschter Form bewirken, wenn eine genaue achsiale Führung vorliegt und insbesondere eine flächige Abstützung mit Druckkontakt an der Messer- bzw. Seitenwandungsfläche gegeben ist. Als besonders vorteilhaft hat sich herausgestellt, wenn das Messer in einer Ausnehmung mit Untermaß in der Trägerplatte angeordnet ist, das heißt, daß betreffend die Messedicke das obere Abmaß der Ausnehmung Null ist bzw. eine positive Paßtoleranz bzw. ein positives Spiel gegeben ist. Dadurch werden eine besonders günstige Verteilung und Ausbildung der Flächenpressung zwischen Werkzeug und Halterung auch bei oftmaligem Messerwechsel erreicht.

Im Hinblick auf kürzeste Stillstandszeiten der Spanereinrichtung und einen genauen, sicheren sowie verschiebungsfreien Einbau eines neuen oder gewendeten Messers hat es sich als günstig erwiesen, wenn in der Trägerplatte im Bereich der Auflage des Messers mindestens ein Magnet, vorzugsweise ein Permanentmagnet, angeordnet ist, durch welchen das Messer bei Aus- und Einbau der Trägerplatte an dieser festhaltbar und/oder positionierbar ist.

Ein weiteres Ziel der Erfindung wird bei einem Kamm- Messer der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß das Messer als Einweg-Kamm-Messer ausgebildet ist, dessen Grundkörper aus einem planparallelen bandförmigen Teil mit einer Dicke von 0,5 bis 4,0 mm, vorzugsweise von 1,0 bis 2,5 mm, besteht und mindestens eine Halterungsausnehmung für einen zweiachsigen Formschluß und mindestens eine Führungsausnehmung für eine einachsige Führung des Messers an einer Trägerplatte aufweist und in Längsrichtung beidseitig Schneidbereiche mit Schneidkanten, welche den gleichen Abstand zur verbindenden Mittelachse der Haiterungs- und Führungsausnehmung(en) haben, besitzt, wobei zumindest die Zonen, welche die Schneidkanten des Messers beinhalten, vergütet sind und eine Härte von mindestens 58 HRC, vorzugsweise von mindestens 61 HRC, aufweisen.

Die bei dem erfindungsgemäßen Messer erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß in einem mit hoher Präzision leicht herstellbarem Vormaterialband auf einfache Weise Ausnehmungen einbringbar sind und davon ausgehend harte Schneidkanten mit großer Genauigkeit des Abstandes hergestellt werden können. Auch einer bei thermischer Vergütung, insbesondere nur der abgeschrägten Schneidenbereiche gegebenenfalls auftretender Verzugserscheinung kann durch eine spannende Führung des Messers beim Schleifen leicht entgegengewirkt und eine exakte Schneidengeometrie gesichert werden.

Wenn dabei, wie weiters in günstiger Weise vorgesehen, zumindest die Zonen, welche die Schneidkanten des Messers beinhalten, vergütet sind und eine Härte von mindestens 58 HRC, vorzugsweise von mindestens 61 HRC, aufweisen, ist eine gute Schneidhaltigkeit und Lebensdauer des Schneidteiles erreichbar.

Die Lebensdauer des Messers und damit die spezifische Nutzungsdauer der Spanereinrichtung kann weiters gesteigert werden, wenn der Messergrundkörper aus niedriglegiertem Bau- oder Werkzeugstahl gebildet ist und in den Schneidbereichen vorzugsweise mittels Elektronen- oder Plasmastrahlschweißung verbundene Bereichszonen aus Schnellstahl angeordnet sind, welche eine Härte von mindestens 60 HRC, vorzugsweise mindestes 63 HRC, aufweisen und die Schneidkanten beinhalten.

Eine derartige Verbundstahlausführung des Messers hat sich als besonders wirtschaftlich erwiesen, weil bei hoher Zähigkeit des stellenweise auf Biegewechsel beanspruchten, kostengünstig erzeugbaren Grundkörpers der Schneidenbereich aus hochlegiertem Stahl mit hohen Anteilen an harten Karbiden in einer 3

AT 398 403 B hochfesten Matrix erstellt werden kann, was auch bei höheren Arbeitstemperaturen und unreinem Holz beste Standzeiten der Schneiden bewirkt. Für eine wirtschaftliche Abtragung gewünscht hochwertiger Späne mit geringem Feinanteil ist es günstig, wenn die Schneidkanten in einer Seitenfläche des Messers liegen und jeweils durch eine einseitige Abfasung mit einem Winkel von 20 bis 49 *, insbesondere von 30 bis 35°, zur Seitenfläche gebildet werden. 4

Im folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Messenjvalze im Querschnitt gemäß dem Stand der Technik Fig. 2 und Fig. 3 erfindungsgemäße Messerwalzen im Querschnitt Fig. 4 ein Eingweg-Kamm-Messer in Draufsicht

Fig. 5 einen Schnitt durch ein beidseitig schneidendes Kamm-Messer in Querrichtung AB (Fig. 4)

Fig.6 einen Querschnitt durch den Schneidenbereich eines Verbundstahlkamm-Messers.

Bei der in Fig. 1 im Querschnitt dargestellten Messerwalze 1 ist in einer in achsialer Richtung angeordneten Ausnehmung ein herkömmlicher Schneidteil 5 mittels einer Feststellschraube 41 mit einem Führungsteil 4 verbunden, welcher Führungssteil seinerseits mit einer Halteleiste 3 formschlüssig gegen eine Verschiebung mit radialer Komponente gesichert in Verbindung steht. Das dickwandige Messer 5 besitzt in dem der Schneidkante 51 gegenüberliegenden Bereich Bohrungen mit einem Innengewinde für Feststellschrauben 41. Bei einer Einstellung der Schneidkane 51 bezogen auf die Oberfläche oder Achse der Messerwalze 1, insbesondere nach einem Schärfen des Messers, erfolgt eine Verschiebung und Positionierung des Messers am Führungsteil 4, wobei vorerst die Feststellschraube 41 lose in einem Schlitz des Führungsteiles 4 bewegt und anschließend festgestellt wird.

Dabei müssen für den Betrieb die Schrauben 41 kraftvoll selbsthemmend festgestellt sein, weil ein z.B. vibrationsbedingtes Lösen zu einem Verlust des Reibungsschlusses zwischen Führungsteil 4 und Messer 5 führt, so daß dieses durch die Fliehkraft nach außen bewegt wird und Zerstörungen an der Einrichtung bewirken kann.

In Fig. 2 ist eine Messerwalze 1 im Querschnitt in einer erfindungsgemäßen Ausführungsform dargestellt. In einer im Qberflächenbereich der Walze 1 eingebrachten Ausnehmung ist eine aus einem Führungsteil 4 und einer Trägerplatte 6 bestehende Aufnahmeeinheit für eine Halterung eines Kamm-Messers 7 angeordnet, wobei die Teile durch Feststellschrauben 41 miteinander verbunden sind. Die Verbindung von Führungsteii 4 und Trägerplatte 6 kann auch in einer nichtlösbaren Form ausgeführt sein oder es kann, wie in Fig. 3 dargestellt, eine für eine Verankerung mit einer Halteleiste 3 ausgeformte einteilige Trägerplatte 6 eingesetzt sein. Die Trägerplatte 6 weist im Anlagebereich des Messers 7 Positionierstifte 61 , welche mit Halterungs- 74 und Führungsausnehmungen 75 im Messer 7 kooperieren, auf.

Ist gegebenenfalls in der Trägerplatte 6 eine Ausnehmung für ein Kamm-Messer 7 vorgesehen, so ist deren Tiefe bezogen auf die Messerdicke mit Untermaß, zum Beispiel mit einer Toleranz r6 nach DIN, ausgeführt. Das bedeutet, daß die Breitseite des eingelegten Kamm-Messers 7 die Ausnehmung geringfügig überragt. Eine Fixierung des Messer 7 erfolgt dabei durch ein gegebenenfalls kraftschlüssiges Anpressen an die in Drehrichtung der Walze 1 nacheilenden Seitenwandungsfläche der Ausnehmung im Walzenkörper 1 mittels der Trägerplatte 6, welche ihrerseits gegebenenfalls unter Zwischenlage eines Führungsteiles 4 mittels einer Keilfläche 22 des Fliehkeiles 2, welcher durch eine Druckschraube 21 anstellbar ist, druckbeaufschlagt werden kann.

Bei einem Wenden oder Austauschen des Messers 7 wird der Fiiehkeil 2 zurückgestellt, so daß die Trägerplatte 6 mit dem Kamm-Messer 7 freigesetzt werden kann. Besonders leicht, schnell, genau und unproblematisch kann ein Wiedereinbau der Schneideinheit in die Messerwalze 1 erfolgen, wenn, wie in Fig. 3 schematisch dargestellt, das Messers 7 durch Magnete 62, insbesondere hochenergetische Permanentmagnete, an der Trägerplatte 6 fixiert ist. Dafür sind die Magnete derart aus- bzw. einzubauen, daß der magnetische Fluß vom Messer 7, insbesondere vom Grundkörper 70 des Kamm-Messers, geschlossen wird.

Eine Ausführungsform eines beiseitig Schneidbereiche aufweisenden Kamm-Messers 7 ist in Fig. 4 dargestelit. Im Grundkörper 70 sind zentrisch symmetrisch zu den durch Zwischenbereiche mit Stirnflächen 73 unterbrochenen Schneiden 71,72 eine Halterungsausnehmung 74 und Führungsausnehmungen 75 angeordnet. Weil also die Schneiden 71 und 72 den gleichen Abstand von der Längsachse des Messers 7, auf welcher auch die Mittellinien der Ausnehmungen liegen, aufweisen, kann bei Abnutzung einer Schneidkante durch ein einfaches Wenden ohne aufwendige Einstellarbeiten eine neue Kante bereitgestellt werden. ln Fig. 5 ist vergrößert der Querschnitt des Messers entsprechend der Schnittfläche AB von Fig. 4 dargestellt. Die beiden Schneidkanten 71, 72 sind durch jeweils einseitiges Abfasen des Schneidenberei- 4

Claims (5)

1. AT 398 403 B dies am bandförmigen Messers mit einem Winkel a erstellt Fig. 6 zeigt den Schneidenbereich eines Verbundstahl- Kamm-Messers. Im Schneidenbereich 76 ist an den bandförmigen Grundkörper 70 des Messers aus Stahl mit hoher Biegewechselfestigkeit eine Bereichszone 77 aus Werkzeugstahl, insbesondere Schnellstahl, mit hoher Schneidhaltigkeit und hoher Härte, in welcher auch die Schneidkante 71 liegt, aufgeschweißt. Als besonders vorteilhaft hat sich dabei ein Elektronenstrahl- oder Plasmastrahlschweißen herausgestellt. Patentansprüche 1. Messerwalze für Spanereinrichtungen zur Abtragung von flächigen und/oder eine größere Längserstrek-kung aufweisenden Partikeln von gewachsenem Holz für eine Herstellung von Holzwolle, Spanplatten und dgl., im wesentlichen umfassend einen Walzenkörper (1) mit mindestens einer im Oberflächenbereich in Längsrichtung gerade oder schraubenförmig angeordneten Ausnehmung, in welcher mittels Haltemittel (3) ein mit einem Messer (7) verbundener Teil (4) radial verschiebungssicher geführt und der Teil durch einen Fliehkeil (2) an einer Seitenwandung der Ausnehmung anlegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Messer (7) als zweiseitig ersetzbares Einweg-Kamm-Messer mit einer Dicke von 0,5 bis 4 mm, vorzugsweise von 1,0 bis 2,5 mm, ausgebildet ist und, wie an sich bekannt, Halterungs- und Führungsausnehmungen (74, 75), in welche Positionierstifte (61) einer Trägerplatte (6), an welcher das Messer (7) anliegt, formschlüssig eingreifen, aufweist, wobei das Kamm-Messer (7) in einer der Messerdicke mit Untermaß entsprechenden Ausnehmung der Trägerplatte (6) angeordnet ist und die Trägerplatte (6), die ihrerseits direkt oder in lösbarer Verbindung mit bzw. über einen Führungsteil (4) mit dem Walzenkörper (1) gegen radiale Verschiebung gesichert derart angeordnet ist, daß das Messer (7) an der in Drehrichtung der Messerwalze nacheilenden mindestens eine geradlinige Erzeugende aufweisende Seitenwandungsfläche der Walzenausnehmung positionierbar und an diese durch den mittels Spannelementes (21) anstellbaren Fliehkeil (2) flächig anpreßbar ist.
2. 2. Messerwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Trägerplatte (6) im Bereich der Auflage des Messers (7) mindestens ein Magnet (62), vorzugsweise ein Permanentmagnet, angeordnet ist, durch weichen das Messer (7) beim Aus- und Einbau der Trägerplatte (6) an dieser festhaltbar und/oder positionierbar ist.
3. 3. Kamm-Messer (7) für Messerwellenzerspaner, insbesondere nach Anspruch 1, zur Abtragung von flächigen und/oder eine größere Längserstreckung aufweisenden Partikeln von gewachsenem Holz für eine Herstellung von Holzwolle, Spanplatten und dgl., im wesentlichen umfassend einen Grundkörper (70) und in Längsrichtung Zwischenbereiche mit Stirnflächen (73), freilassend von diesem seitlich vorragend Schneidbereiche mit Schneidkanten 71, dadurch gekennzeichnet daß das Messer als Einweg-Kamm-Messer ausgebildet ist, dessen Grundkörper (70) aus einem planparallelen bandförmigen Teil mit einer Dicke von 0,5 bis 4,0 mm, vorzugsweise von 1,0 bis 2,5 mm, besteht und mindestens eine Halterungsausnehmung (74) für einen zweiachsigen Formschluß und mindestens eine Führungsausnehmung (75) für eine einachsige Führung des Messers (7) an einer Trägerplatte (6) aufweist und in Längsrichtung beidseitig Schneidbereiche mit Schneidkanten (71,72), welche den gleichen Abstand zur verbindenden Mittelachse der Halterungs (74)- und Führungs(75)-ausnehmung(en) haben, besitzt, wobei zumindest die Zonen, welche die Schneidkanten (71,72) des Messers (7) beinhalten, vergütet sind und eine Härte von mindestens 58 HRC, vorzugsweise von mindestens 61 HRC, aufweisen.
4. 4. Kamm-Messser nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (70) aus niedriglegiertem Bau- oder Werkzeugstahl gebildet ist und in den Schneidenbereichen (76), vorzugsweise mittels Elektronen- oder Plasmastrahlschweißung verbundene, Bereichszonen (77) aus Schnellstahl angeordnet sind, welche eine Härte von mindestens 60 HRC, vorzugsweise mindestens 63 HRC, aufweisen und die Schneidkanten (71,72) beinhalten.
5. 5. Kamm-Messer nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidkanten ( 71,72) in einer Seitenfläche des Messers liegen und jeweils durch eine einseitige Abfasung mit einem Winkel von 2b bis 40 *, insbesondere von 30 bis 35 *, zur Seitenfläche gebildet werden. Hiezu 2 Blatt Zeichnungen 5