CH653284A5

CH653284A5 - Cutting tool for the profile cutting of round timber

Info

Publication number: CH653284A5
Application number: CH476381A
Authority: CH
Inventors: Hat Auf Nennung Verzichtet Erfinder
Original assignee: Wurster & Dietz Gmbh Co
Priority date: 1980-11-29
Filing date: 1981-07-21
Publication date: 1985-12-31
Also published as: DE3045107C2; AT380428B; FR2495044A1; FR2495044B1; ATA335881A; DE3045107A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Zerspanerwerkzeug zum Profilzerspanen von Rundholz entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einem bekannten Zerspanerwerkzeug dieser Art (DE-AS 1 955 293) besitzt der Werkzeugkopf an der Aussenfläche seines Kegelmantelteils eine spiralförmig verlaufende Abstufung. An dieser Stufenausbildung sind Messer hintereinander angeordnet. Die Messer besitzen eine Parallelschneidkante, die sich im rechten Winkel zur Achse des drehbaren Werkzeugkopfes erstreckt und somit parallel zu dessen Stirnseite und gleichfalls parallel zur Faserrichtung des zu bearbeitenden Holzstammes verläuft. Ausserdem besitzen die Messer eine Schrägschneidkante, die schräg zur Drehachse und quer zur Faserrichtung des Holzes verläuft und somit die vom Holz abzuarbeitenden Späne auf Länge abschneidet. Bei der Zerspanung wird der Holzstamm in Längsrichtung zwischen zwei einander gegenüberliegenden, rotierenden Zerspanerwerkzeugen hindurchgeschoben. Hierbei wird bemängelt, dass beim Vorschub des Holzstammes eine starke Erwärmung am Zerspanerwerkzeug auftreten kann, da das Holz im stufenförmigen Spanbearbeitungsbereich vollflächig am Kegelmantelteil des Werkzeugkopfes anliegt, wodurch eine beträchtliche Reibungswärme entsteht. Zur Vermeidung einer Überhitzung wäre es deshalb erforderlich, die Vorschubgeschwindigkeit einzuschränken. Weiterhin besteht die Gefahr, dass insbesondere aufgrund der starken Erwärmung eine Verklemmung im Bereich der an Planflächen des Holzes anliegenden Stirnseiten der kegelstumpfförmigen Werkzeugköpfe auftritt. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die Herstellung des Zerspanerwerkzeugs insbesondere wegen der stufenförmigen Spiralausbildung am Kegelmantel aufwendig und teuer ist.

Demgemäss besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein Zerspanerwerkzeug der eingangs beschriebenen Art so zu verbessern, dass eine Kosteneinsparung bei der Herstellung möglich ist und eine geringere Werkzeugerwärmung und höhere Schnittleistung mit verklemmungsfreierem Zerspanungsvorschub erzielt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Kennzeichnungsmerkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale der abhängigen Ansprüche gekennzeichnet.

Mit der Erfindung wird der Vorteil erreicht, dass bei der Zerspanung des Holzes die Erwärmung am Zerspanerwerkzeug auf ein Minimum reduziert ist, da im Zerspanungsstufenbereich des Holzes letzteres nicht mehr vollflächig am Kegelmantelteil anliegt, sondern nur eine linienförmige Holzanlage an der Geradmantellinie der Aussenfläche des Kegelmantelteils erfolgt. Das bedeutet, dass aufgrund der Erfindung Grossteile der Holzabstufungen im Bereich der Geradmantellinie nicht mit dem Kegelmantelteil in Berührung kommen, sondern auf Abstand dazu sind, so dass hier auch keine Reibungswärme entstehen kann. Die Vorschubbegrenzung des zu bearbeitenden Holzstammes am Zerspanerwerkzeug wird demnach nur durch eine Linienanlage erzielt, wodurch eine stützpunktähnliche Spanlängenbegrenzung parallel zur Vorschubrichtung und Faserrichtung des Holzes gegeben ist. Aufgrund der durch die Erfindung erreichten geringeren Erwärmung des Zerspanerwerkzeugs ist somit die Möglichkeit gegeben, die Vorschubgeschwindigkeit des Holzstammes zu erhöhen, so dass damit auch eine vorteilhafte Leistungssteigerung erreicht wird. Die geringe Erwärmung und die einfache Ausbildung des Kegelmantels ermöglichen ferner, dass die abgeschnittenen Späne beispielsweise durch entsprechende Ableitungen schnell auf die Abfuhrseite des Werkzeugs abgeführt werden können, wodurch ein Stau und eine dadurch verursachte Beeinträchtigung des Schnittvorganges vermieden ist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass durch die beim Zerspanen am Holz entstehenden Stu-fenfreiräume die Gefahr eines Verklemmens praktisch ausge2

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schlössen ist, so dass eine weitgehend störungsfreie und hohe Funktionstüchtigkeit gewährleistet ist. Ausserdem wird eine höhere Standfestigkeit des Werkzeugs erzielt, die eine nicht unerhebliche Kosteneinsparung beim Arbeiten mit dem Werkzeug bewirkt. Darüber hinaus ist der Vorteil einer bedeutend einfacheren Herstellung des Zerspanerwerkzeugs gegeben, da der Kegelmantelteil nicht mehr mit einer komplizierten Spiralabstufung versehen werden muss, sondern gemäss der Erfindung eine stufenfrei glatte Aussenfläche mit durchgehender Geradmantellinie besitzt.

Es ist zwar bereits bekannt (SW-PS 45 401), einen Kegelmantelteil mit einer glatten Aussenfläche zu versehen, doch handelt es sich dabei um ein völlig anders geartetes Zerspanerwerkzeug, dessen Messer nicht spiralförmig hintereinander angeordnet sind. Dabei ist das Zerspanerwerkzeug so ausgeführt, dass wie beim vorbeschriebenen Stand der Technik ebenfalls eine vollflächige Stufenanlage des Holzes am Kegelmantelteil erfolgt, so dass auch hier eine hohe Erwärmung auftritt. Zudem verläuft die Spanlängenschneidkante des Messers im rechten Winkel zur Parallelschneidkante, wobei die Spanlängenschneidkante zudem parallel zur Aussenfläche des Kegelmantelteils verläuft, so dass durch dieses nicht gattungsgemässe Zerspanerwerkzeug kein Hinweis und keine Anregung auf eine möglichst reib- und erwärmungsfreie Zerspanung durch die Schaffung grosser Stufenfreiräu-me gemäss der Erfindung gegeben ist.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmen, die in schematischer Darstellung eine bevorzugte Ausführungsform als Beispiel zeigt. Es stellen dar:

Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf einen Profilzer-spaner mit zwei erfmdungsgemässen Zerspanerwerkzeugen,

Fig. 2 eine Teilschnittansicht eines Zerspanerwerkzeugs gemäss Fig. 1 und

Fig. 3 eine Stirnseitenansicht eines Zerspanerwerkzeugs nach Fig. 1.

Der in der Fig. 1 dargestellte Profilzerspaner 1 weist zwei Zerspanerwerkzeuge 2,2' auf, die um eine Achse 3 drehbar gelagert sind und in Pfeilrichtung 4 angetrieben werden. Zwischen den beiden Zerspanerwerkzeugen 2,2' wird ein Rundholz 5 in Pfeilrichtung 6 hindurchgeschoben. Beim Vorschub des Rundholzes 5 werden an dessen beiden Seiten kurze, faserparallele Späne abgearbeitet. Nach dem Verlassen der Zerspanerwerkzeuge 2, 2' weist das Rundholz 5 an beiden Seiten je eine Planfläche 7, 7 auf.

Wie insbesondere der Fig. 2 zu entnehmen ist, besitzt das Zerspanerwerkzeug 2 einen kegelstumpfförmigen Werkzeugkopf 8, der durch eine Ausnehmung 9 schlüsselartig ausgehöhlt ist. Der Werkzeugkopf 8 besitzt einen gekrümmten Kegelmantelteil 10, dessen Aussenfläche 11 glatt und stufenfrei ausgeführt ist und somit eine von der der Planfläche 7 des Rundholzes 5 zugewandten Stirnseite 12 des Werkzeugkopfes 8 bis zum rückwärtigen Aussenrand 13 durchgehende Geradmantellinie 14 aufweist.

Am Kegelmantelteil 10 des Werkzeugkopfes 8 sind Messer 15 in Form einer archimedischen Spirale, jedoch mit linearer Raumsteigung in axialer Richtung des Werkzeugs, auf Abstand hintereinander angeordnet. Die Messer 15 sind am Kegelmantel teil 10 im Bereich eines Durchbruchs 16 verstellbar befestigt. Der Durchbruch 16 ist breiter als das Messer 15, wobei letzteres so gelagert ist, dass an beiden Seiten des Messers 15 jeweils ein Freiraum 17,17' besteht. Die Durchbrüche 16 im Kegelmantelteil 10 leiten die abgearbeiteten Holzspäne zur rückwärtigen Ausnehmung 9. Die Öffnung 18 der Durchbrüche 16 liegt in der Ebene der Aussenfläche 11 des Kegelmantelteils 10. Die Messer 15 ragen mit einer Parallelschneidkante 19 und einer Schrägschneidkante 20 über die Aussenfläche 11 des Kegelmantelteils 10 hinaus.

Die Parallelschneidkante 19 verläuft senkrecht zur Achse 3 des Zerspanerwerkzeugs 2, jedoch parallel zu dessen Stirnseite 12 und ebenso parallel zur Faserrichtung des Rundholzes 5. Die Parallelschneidkante 19 der Messer 15 schneidet somit in Längsrichtung der abzutrennenden Späne 21. Die Schrägschneidkante 20 verläuft dagegen in einem Winkel schräg zur Achse 3 des Werkzeugkopfes 8. Dabei ist klar zu erkennen, dass der Winkel zwischen der Schrägschneidkante 20 und der Achse 3 mit etwa 53" um etwa 10 kleiner ist als der etwa 63°-Winkel zwischen der Achse 3 und der Geradmantellinie 14 der stufenfrei glatten Aussenfläche 11 des Kegelmantelteils 10.

Weiterhin ist der Fig. 2 eindeutig zu entnehmen, dass die Schrägschneidkante 20 der Messer 15 in einem etwas grösseren Abstand vor der Geradmantellinie 14 des Kegelmantelteils 10 angeordnet ist, während der von der Schrägschneidkante 20 entfernt liegende Endteil 22 der Parallelschneidkante 19 der Messer 15 nahe an der Geradmantellinie 14 angeordnet ist und somit im wesentlichen in der Ebene der glatt durchgehenden Aussenfläche 11 liegt. Die Endteile 22 der Messer 15 liegen somit durchwegs auf der schraubenförmig ansteigenden archimedischen Spirale, die so verläuft, dass die glatte Aussenfläche 10 eine einhüllende Mantelfläche dieser archimedischen Spirale ist.

Weiterhin ist zu erkennen, dass die Messer 15 am aussen glatten Kegelmantelteil 10 so ausgebildet und angeordnet sind, dass in Richtung der Geradmantellinie 14 gesehen im Bereich zwischen dem Endteil 22 eines dem Aussenrand 13 näherliegenden Messers 15 und der Schrägschneidkante 20 des der Stirnseite 12 des Werkzeugkopfes 8 näherliegenden Messers 15 ein spitzwinkliger Holzfreiraum 23 gebildet ist, der von einer Stufenschräge 24 des Rundholzes 5 mitbegrenzt ist. Die Stufenschräge 24 liegt somit auf Abstand vor der Aussenfläche 11 des Kegelmantelteils 10, so dass hier keinerlei Berührung besteht und somit auch keine Reibungswärme entstehen kann.

Beim Vorschub des Rundholzes 5 in Pfeilrichtung 6 stösst das Rundholz 5 lediglich mit einer linienförmigen Werkstoffkante 25 gegen die stufenfrei glatte Aussenfläche 11 des Kegelmantelteils 10, so dass hier nur ein äusserst geringer Materialkontakt besteht, wodurch eine etwaige Erwärmung des Zerspanerwerkzeugs 2 auf ein Minimum reduziert ist.

Die von den einzelnen Messern 15 gebildete, treppenför-mig schräg verlaufende Spanabnahme endet in einer Schnittfuge 26 eines stirnseitigen Sägerings 27 derart, dass die Parallelschneidkante des Messers 15, das der Stirnseite 12 am nächsten liegt, nicht mehr voll zum Schneideinsatz kommt. An dieser Stelle übernimmt der Sägering 27 die Erzeugung der Planfläche 7 des Rundholzes 5. Der Sägering 27 ist so bemessen, dass er einen Vorausschnitt erzeugt.

Dem Sägering 27 ist an der Stirnseite 12 des Werkzeugkopfes 8 eine auswechselbare Führungsscheibe 28 zugeordnet, die mit einer Führfläche 29 das Rundholz 5 an der Planfläche 7 führt. Der Fig. 3 ist zu entnehmen, dass die Führungsscheibe 28 drei Freischneider 30 aufweist. Die jeweilige Schneidkante 31 der Freischneider 30 liegt in der Ebene der Führfläche 29. Vor der Schneidkante 31 der Freischneider 30 ist eine flache spantaschenartige Vertiefung 32 ausgebildet. Dadurch wird eine klemmfreie, exakte Führung des Rundholzes 5 zwischen den Zerspanerwerkzeugen 2, 2' erzielt. Die minimalen Vertiefungen 32 an der Führungsscheibe 28 erlauben es nämlich, dass sich das elastisch federnde Holz in die flachen Vertiefungen 32 eindrücken kann, wodurch es unmittelbar in den Schnittbereich der Freischneider 30 gelangt, so dass ein einwandfreier Freischnitt an der Planfläche 7 entsteht. Aufgrund der Federwirkung des Holzes wird letzteres also praktisch quer zur Längsrichtung in die Vertiefun5

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gen 32 des Zerspanerwerkzeugs 2 gedrückt, wobei durch die Schneidkante 31 der Freischneider 30 eine exakt plane Freischneidoberfläche am Holz erzielt wird. Ein Verklemmen des Rundholzes 5 ist damit praktisch ausgeschlossen, wobei zudem gleichzeitig eine genaue Führung des Holzes an der Führfläche 29 gegeben ist.

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3 Blatt Zeichnungen

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PATENTANSPRÜCHE

1. Zerspanerwerkzeug zum Profilzerspanen von Rundholz mit einem kegelstumpfförmigen, um eine Achse drehbaren Werkzeugkopf, der an einem Kegelmantelteil vorstehende, auf Abstand spiralförmig hintereinander angeordnete Messer mit einer senkrecht zur Achse sowie parallel zur Stirnseite des Werkzeugkopfes gerichteten Parallelschneidkante und einer spanlängenschneidenden Schrägschneidkante aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kegelmantelteil (10) eine stufenfreie Aussenfläche (11) mit durchgehender Geradmantellinie (14) aufweist und dass die Schrägschneidkante (20) des Messers (15) in einem kleineren Winkel zur Achse (3) des Werkzeugkopfes (8) verläuft als die Geradmantellinie (14) der stufenfreien Aussenfläche (11).
2. Zerspanerwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrägschneidkante (20) des Messers (15) in einem grösseren Abstand vor der Geradmantellinie (14) des Kegelmantelteils (10) angeordnet ist als ein der Schrägschneidkante (20) entfernt liegender Endteil (22) der Parallelschneidkante (19).
3. Zerspanerwerkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der der Schrägschneidkante (20) des Messers (15) entfernt liegende Endteil (22) der Parallelschneidkante (19) im wesentlichen im Bereich der Geradmantellinie (14) des Kegelmantelteils (10) angeordnet ist.
4. Zerspanerwerkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die stufenfreie Aussenfläche (11) des Kegelmantelteils (10) eine einhüllende Mantelfläche einer archimedischen Spirale ist, auf der die parallelschneidkantenseitigen Endteile (22) der Messer (15) liegen.
5. Zerspanerwerkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor der stufenfreien Aussenfläche (11) des Kegelmantelteils (10) in Richtung der Geradmantellinie (14) im Bereich zwischen dem Endteil (22) des einen Messers (15) und der Schrägschneidkante (20) des der Stirnseite (12) des Werkzeugkopfes (8) näher liegenden Messers (15) ein Holzfreiraum (23) gebildet ist.
6. Zerspanerwerkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Parallelschneidkante (19) und die Schrägschneidkante (20) des Messers (15) vor einer Öffnung (18) der stufenfreien Aussenfläche (11) eines im Kegelmantelteil (10) ausgebildeten Durchbruchs (16) angeordnet sind, der beidseitig des Messers (15) je einen Freiraum (17,17') aufweist.
7. Zerspanerwerkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugkopf

(8) an der der stufenfrei glatten Aussenfläche (11) des Kegelmantelteils (10) abgewandten Rückseite eine Ausnehmung

(9) aufweist, in die der Durchbruch (16) des Kegelmantelteils

(10) mit den Freiräumen (17, 17') einmündet.
8. Zerspanerwerkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Stirnseite (12) des Werkzeugkopfes (8) einem vorausschneidenden Sägering

(27) eine austauschbare Führungsscheibe (28) zugeordnet ist, die mindestens einen Freischneider (30) aufweist, dessen Schneidkante (31) in der Ebene der dem Holz zugewandten Führfläche (29) der Führungsscheibe (28) liegt, und dass vor der Schneidkante (31) des Freischneiders (30) eine flache spantaschenartige Vertiefung (32) in der Führungsscheibe

(28) ausgebildet ist.