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Zylindrischer oder konischer Werkzeugträger für Holzbearbeitungsmaschinen,
insbesondere Holzzerspanungsmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf einen zylindrischen
oder konischen Werkzeugträger für Holzbearbeitungsmaschinen, insbesondere Holzzerspanungsmaschinen,
mit mehreren auf dem Umfang gleichmäßig verteilten, zur Werkzeugträgerachse parallelen
oder schrägliegenden taschenartigen Ausschnitten von einem sich nach dem Umfang
des Werkzeugträgers zu verengenden Querschnitt zur Aufnahme je eines Messers bzw.
einer Halteplatte mit aufgeschraubtem Messer sowie eines ungefähr radial verlagerbaren
Spannelementes zum Anpressen des Messers gegen die eine, zur Richtung der Verlagerung
des Spannelementes in einem spitzen Winkel verlaufende Wandung des Ausschnittes,
bei welchem Werkzeugträger jedes Messer bzw. jede Messerhalteplatte unmittelbar
oder mittelbar formschlüssig mit dem Werkzeugträger verbunden ist.
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Es ist bekannt, auf die radial verlagerbaren Spannelemente zum Anpressen
des Messers Federn, Exzenter, Kniehebel oder auch hydraulische bzw. pneumatische
Einrichtungen einwirken zu lassen, um eine Befestigung des Messers ohne Anziehen
oder Lösen von Schrauben zu ermöglichen. Das auf das Spannelement wirkende Mittel
drückt im Ruhezustand des Werkzeugträgers das Messer bzw. den Messerhalter gegen
den Werkzeugträger. Die Spannwirkung wird während des Betriebes noch dadurch verstärkt,
daß auf das an sich schon im taschenartigen Ausschnitt strammsitzende Spannelement
noch die Fliehkraft einwirkt. Sollen die Messer nach Abnutzung der Schneide ausgewechselt
werden, so müssen die Spannelemente zurückgedrückt werden, wozu entweder die Kraft
der auf die Spannelemente wirkenden Federn zu überwinden ist, der Exzenter oder
Kniehebel zu verstellen oder die hydraulische bzw. pneumatische Einrichtung zu entlasten
ist. Auf jeden Fall ist zum Zurückdrücken der Spannelemente eine erhebliche Kraft
erforderlich. Das Auswechseln der Messer ist deshalb zeitraubend, selbst wenn die
Messer bzw. Messerhalter wegen der Formschlußverbindung mit dem Werkzeugträger parallel
zur Achsenrichtung aus den taschenartigen Ausschnitten herausgeschoben werden. Auf
ein sehr schnelles Auswechseln stumpf gewordener Messer wird aber insbesondere bei
Werkzeugträgern für Holzzerspanungsmaschinen besonders Wert gelegt, da diese eine
größere Zahl von Messern besitzen als eine einfache Messerwelle und weil beim Holzzerspanen
die Messer viel schneller stumpf werden als beim Hobeln.
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Die Erfindung bezweckt, den Werkzeugträger so zu gestalten, daß das
Auswechseln der Messer schneller und auf einfachere Weise durchführbar ist. Zur
U-sung dieser Aufgabe sind gemäß der Erfindung die Spannelemente in den taschenartigen
Ausschnitten des Werkzeugträgers innerhalb geringer Grenzen in ungefähr radialer
Richtung frei beweglich untergebracht und üben nur durch ihre Zentrifugalkraft während
des Umlaufes einen Preßdruck auf die Messer aus, wobei die Grenzen der Bewegungsmöglichkeit
der Spannelemente in den taschenartigen Ausschnitten so bemessen sind, da.ß auch
beim Stillstand des Werkzeugträgers die Formschlußverbindung zwischen Messer bzw.
Halteplatte und Werkzeugträger nicht außer Eingriff kommen kann. Die bei den bekannten
Einrichtungen vorgesehenen Federn, Exzenter, Kniehebel oder hydraulischen bzw. pneumatischen
Einrichtungen zum Verschieben der Spannelemente im taschenartigen Ausschnitt des
Werkzeugträgers zum Festspannen der Messer bereits im Ruhezustand des Werkzeugträgers
sollen gemäß der Erfingund also in Fortfall kommen. Das schließt nicht aus, daß
in bekanner Weise leichte Federn vorgesehen werden, die im Ruhezustand des Werkzeugträgers
die Messer in Anlage an ihm'halten, und daß unter Überwindung der Kräfte solcher
Federn die Messer bzw. die Einheiten aus Halteplatte und Messer radial oder axial
in den Werkzeugträger eingesetzt und herausgenommen werden können.
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Um genügend große Fliehkräfte zu erhalten, wird den Spannelementen
eine große Masse gegeben, oder es werden zu ihrer Belastung besondere, gleichfalls
innerhalb geringer Grenzen im Werkzeugträger frei bewegliche Gewichte vorgesehen,
die zur Vermeidung von Reibung eine möglichst radiale Bewegungsrichtung haben. An
den keilförmig wirkenden Spannelementen werden Rollen oder Wälzlager eingebaut,
um gleitende Reibung zu verhindern.
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Bei bekannter Ausführung der Spannelemente als Leiste ist es zur Vermeidung
der Reibung oder eines Verklemmens derselben in der Führung zu empfehlen,
das
Spannelement mit Armen um eine parallel zum Verlauf des taschenartigen Ausschnittes
im Werkzeugträger verlaufende Achse begrenzt schwingbar zu lagern. Mit diesen Maßnahmen
wird allein durch die Fliehkraft der Spannelemente eine sichere Festpressung der
Messer an der Wandung des taschenartigen Ausschnittes bei allen für Holzzerspanungsmaschinen
in Betracht kommenden Drehgeschwindigkeiten der Werkzeugträger gesichert.
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Kommt der Werkzeugträger zum Stillstand, sind also die Fliehkräfte
nicht mehr vorhanden, so kehren die jeweils in dem im Scheitelpunkt oder nahe dem
Scheitelpunkt des Werkzeugträgers befindlichen Spannelemente durch ihr Eigengewicht
in die innere Grenzstellung zurück, in welcher die Messer nur noch eben im Ausschnitt
gehalten werden. Die Messer lassen sich dann ohne irgendwelchen weiteren Handgriff
zum Aufheben des Anpreßdruckes leicht herausnehmen. Wird Wert darauf gelegt, daß
sich nicht nur die jeweils im Scheitelpunkt des Werkzeugträgers befindlichen Spannelemente
aus ihrer Spannstellung in die die Messer freigebende Stellung zurückbewegen, sondern
alle Spannelemente, gleichgültig, an welcher Stelle des Werkzeugträgers sie sich
befinden, so wird in weiterer Ausbildung der Erfindung eine Feder vorgesehen, deren
Spannkraft geringer ist als die auf das Spannelement wirkende Fliehkraft, aber hinreichend
groß, um das Spannelement aus der das Messer festpressenden Stellung in die das
Messer freigebende Stellung zurückzuziehen.
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In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele des Werkzeugträgers
gemäß der Erfindung an jeweils einem Querschnitt eines Teilstückes des Werkzeugträgers
dargestellt.
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Bei allen Ausführungsbeispielen sind die Messer 1 mit einem Spannelement
4 bzw. 8 jeweils in einem taschenartigen Ausschnitt am Umfang des Werkzeugträgers
2 untergebracht. Bei der Ausführung nach A b b. 1 und 3 ist jedes Messer 1 an einer
Halteplatte 3' verstellbar befestigt. Die Halteplatte 3' bzw. bei der Ausführung
nach A b b. 2, das Messer 1 ist formschlüssig mit dem Werkzeugträger 2 verbunden.
Bei allen Ausführungen ist das Messer 1 bzw. die Halteplatte 3' beispielsweise mit
einer Längsnut versehen. Ein zur formschlüssigen Verbindung dienender, in die Längsnut
eingreifender Zapfen bzw. eine entsprechende Rippe od. dgl. kann, wie bei der Ausführung
nach Abb. 1 gezeigt ist, unmittelbar an der einen Wandung des taschenartigen Ausschnittes
im Werkzeugträger vorgesehen sein oder, wie die Ausführungen nach A b b. 2 und 3
zeigen, an einem am Grunde des taschenartigen Ausschnittes angebrachten Zwischenglied.
Bei dieser geschilderten formschlüssigen Verbindung der Messer bzw. der Halteplatten
mit dem Werkzeugträger erfolgt das Einsetzen der Messer bzw. Halteplatte mit Messer
in die taschenartigen Ausschnitte sowie das Wiederherausnehmen durch eine Verschiebung
in Längsrichtung des taschenartigen Ausschnittes. Bei Anordnung der Messer 1 auf
jeweils einer Halteplatte 3' kann wegen der formschlüssigen Verbindung der Halteplatte
mit dem Werkzeugträger das Einstellen der Messer 1 auf das gewünschte Maß außerhalb
des Werkzeugträgers durch Verstellen des Messers 1 an der Halteplatte 3' quer zur
Schneide des Messers 1 vorgenommen werden. Bei der Ausführung nach Abb. 2, bei welcher
auf die Verwendung einer Halteplatte verzichtet ist, erfolgt das Einstellen des
Messers 1, wenn es in den taschenartigen Ausschnitt eingesetzt und in formschlüssige
Verbindung mit dem Werkzeugträger über das Zwischenglied gebracht ist, durch Verstellen
des mit dem Werkzeugträger 2 in Schraubverbindung stehenden Zwischengliedes.
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Da das Messer 1 bzw. die Halteplatte 3' mit dem darauf befestigten
Messer 1 in Längsrichtung des taschenartigen Ausschnittes in diesen eingeschoben
oder aus diesem herausgezogen wird, können die Messer 1 bzw. die Halteplatte 3'
für die Messer 1 und die zum Festspannen der Messer im taschenartigen Ausschnitt
dienenden Spannelemente 4 bzw. 8 so aufeinander abgestimmt sein, daß
die Formschlußverbindung zwischen Messer bzw. Halteplatte und der einen Wandung
des Ausschnittes im Werkzeugträger nicht außer Eingriff kommen kann und somit das
Messer ohne Verstellung des Spannelementes 4 bzw. 8
sicheren Halt am
Werkzeugträger besitzt. Dabei kann sich aber das Spannelement 4 bzw. 8 in dem taschenartigen
Ausschnitt des Werkzeugträgers innerhalb geringer Grenzen in ungefähr radialer Richtung
frei bewegen. Bei der Drehung des Werkzeugträgers preßt das Spannelement 4 bzw.
8 die Halteplatte 3' mit dem Messer 1 bzw. das Messer 1 fest gegen
die benachbarte Seitenwand des taschenartigen Ausschnittes, die mit der gegenüberliegenden
Seitenwand einen spitzen Winkel bildet.
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Bei der Ausführung nach A b b.1 ist das Spannelement 4, das hier Keilform
hat, an der einen Seite des Ausschnittes zur Verminderung der Reibung mittels Rollen
6 geführt. Zwischen der gegenüberliegenden Seite des Spannelementes und der in gewissem
Abstand davon befindlichen Halteplatte 3' für das Messer ist eine Rolle 5 eingelegt.
Die beim Drehen des Werkzeugträgers 2 auftretende Fliehkraft des Spannelementes
4 zerlegt sich in zwei Komponenten. Die eine ist gegen den Messerhalter 3'
gerichtet und bringt über die Rolle 5 das Messer 1 fest zur Anlage an der Wandung
des taschenartigen Ausschnittes des Werkzeugträgers. Die andere Komponente wirkt
sich über das Rollenlager 6 auf die dem Messer gegenüberliegende Seitenwand des
taschenartigen Ausschnittes aus. Durch die Führung des Spannelementes 4 an der Rolle
5 und den Rollen 6 entsteht bei der Verschiebung des Spannelementes 4 nach außen
unter Wirkung der Fliehkraft nur eine geringe Reibung. Es kommt deshalb fast die
volle Fliehkraft des Spannelementes 4 zur Wirkung.
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Auf das Spannelement 4 wirkt eine Feder 7 ein, die das Spannelement
in Richtung auf die Achse des Werkzeugträgers 2 zu ziehen bestrebt ist. Die Stärke
der Feder 7 ist so bemessen, daß sie gerade das Gewicht des Spannelementes 4 überwindet.
Die Federn 7 ziehen im Ruhezustand alle Spannelemente 4 aus der ihnen durch die
Fliehkraft gegebenen äußeren Stellung in die innere Stellung zurück. Bei dieser
inneren Stellung der Spannelemente 4 können alle Messer bequem herausgenommen
werden. Die Bewegung der Spannelemente 4 in den taschenartigen Ausschnitten nach
außen wird durch die Verengung des taschenartigen Ausschnittes nach dem Umfang zu
begrenzt.
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Zur Festlegung der beiderseitigen Endlagen der Spannelemente
4 können auch die Bolzen, auf welchen die Federn 7 sitzen, sowie beigelegte
Abstandbüchsen verwendet werden.
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Bei der Ausführung nach A b b. 2 wird ein in bekannter Weise als Leiste
8 ausgebildetes Spannelement verwendet. Diese Leiste 8 besitzt, in radialer
Richtung
des Werkzeugträgers betrachtet, wesentlich geringere Abmessungen als das Spannelement
der Ausführung nach A b b. 1. Die Leiste 8 ist mit Armen um Zapfen 9 im Werkzeugträger
2 pendelnd gelagert. An den Lagerstellen sind zur Verminderung der Reibung Wälzlager
eingebaut. Mit der Leiste 8 ist in bekannter Weise eine am Messer 1 anliegende Spanlippe
10 beweglich verbunden.
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Hat der Werkzeugträger eine geringe Umfangsgeschwindigkeit und/oder
einen großen Radius, so kann bei dieser Ausführung unter der pendelnden Leiste 8
ein Gewicht 11 eingesetzt werden, das in dem radial liegenden taschenartigen Ausschnitt
begrenzt beweglich ist. Auf das leistenartige Spannelement 8 wirkt wie bei der Ausführung
nach A b b. 1 eine Feder 7, die das Spannelement 8 bei Stillstand des Werkgzeugträgers
2 nach dessen Mittelpunkt zu ziehen vermag. Die Feder 7 ist in einer unterhalb des
taschenartigen Ausschnittes vorgesehenen Kammer untergebracht und sitzt auf einem
Bolzen, welcher das Gewicht 11 durchdringt und mit dem einen Ende an dem leistenartigen
Spannelement 8 angelenkt ist. Auch bei dieser Ausführung werden durch den Bolzen
und beigelegte Abstandbüchsen die äußersten Grenzen für eine Bewegung des Spannelementes
8 bzw. des Gewichts 11. festgesetzt.
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Bei Betrieb drückt das Gewicht 11 durch die Fliehkraft gegen das Spannelement
8 und wirkt zusammen mit dessen Eigenfliehkraft als Messerspannkraft. Da der Teil
des taschenartigen Ausschnittes, in welchem das Gewicht 11 untergebracht ist, radial
verläuft, tritt kaum Reibung auf, und es kommt die Fliehkraft fast in voller Größe
zur Wirkung. Bei der Beweglichkeit des Gewichtes 11 in radialer Richtung kann auf
die Anordnung von Wälzlagern an den Seitenflächen des Gewichtes 11 verzichtet werden.
Bei der Drehung des Werkzeugträgers 2 wird das leistenartig ausgebildete Spannelement
8 um die Zapfen 9 geschwenkt. Dabei preßt das Spannelement das Messer 1 über die
Spanlippe 10 fest gegen die eine Wandung im taschenartigen Ausschnitt des Werkzeugträgers.
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Bei der Ausführungsform nach A b b. 3 wird der Eigenfliehkraft des
in einem radial verlaufenden taschenartigen Ausschnitte beweglichen Spannelementes
4 die Fliehkraft eines Gewichtes 11' zugefügt, das in einem besonderen radial verlaufenden
Ausschnitt des Werkzeugträgers 2 untergebracht und mit dem Spannelement 4 über Lenker
12 und Hebel 13 verbunden ist. Der radiale Ausschnitt, in welchem das zusätzliche
Gewicht 11' geführt ist, befindet sich dicht neben dem taschenartigen Ausschnitt
zur Aufnahme des Spannelementes 4. Der das zusätzliche Gewicht 11' enthaltende Ausschnitt
ist durch eine mit dem Umfang des Werkzeugträgers 2 bündig liegende Platte 16 abgedeckt.
Diese kann dazu benutzt werden, um den Hub des Zusatzgewichtes 11' und damit auch
den Hub des Spannelementes 4 in Richtung von der Achse weg zu begrenzen, wenn das
Messer bzw. die Messerhalteplatte sich nicht im Ausschnitt befindet.
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Vorteilhaft sind die Gewichte 11 an den Seiten des Werkzeugträgers
2 mit Nocken 14 versehen, die über den Umfang des Werkzeugträgers vorstehen. In
der Bewegungsbahn der Nocken 14 ist eine ortsfeste Rolle 15 vorgesehen, die in bezug
auf die Achse des Werkzeugträgers 2 in radialer Richtung verstellt werden kann.
Diese Verstellbarkeit dient dazu, die Rolle 15 in eine Lage überzuführen, in der
sie durch die Nocken 14 nicht getroffen werden kann. Steht aber die Rolle 15 in
der Bewegungsbahn der Nocken 14, so wird beim Auflaufen jeweils eines Nockens
14 das zugehörige Gewicht Il' in den Führungsausschnitt nach innen gedrückt.
Diese Bewegung des Gewichtes 11' wird durch die Lenker 12 und Hebel 13 auf das Spannelement
4 derart übertragen, daß auch dieses nach der Mitte des Werkzeugträgers 2 bewegt
wird. Die Nocken 14 und die Rolle 15 ersetzen damit die Feder 7 bei der Ausführung
nach den A b b. 1 und 2.
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Bei der Ausführung nach A b b. 3 ist beispielsweise auch eine Einrichtung
dargestellt, um das Wasser 1 im Ruhezustand des Werkzeugträgers in guter Anlage
an der Seitenwandung des taschenartigen Ausschnittes zu halten. Es handelt sich
dabei um Federn 18, die auf die dem Spannelement 4 zugekehrte Fläche der Halteplatte
3' für das Messer 1 drücken. Bei der dargestellten Ausführung ist das eine abgekröpfte
Ende der Federn 18 an dem Zwischenstück angeschraubt, das zur Herstellung der formschlüssigen
Verbindung der Messerhalteplatte 3' mit dem Werkzeugträger 2 dient und am Grunde
des taschenartigen Ausschittes zur Aufnahme der Messerhalteplatte 3' befestigt ist.
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Bei der Ausführung nach A b b. 3 setzt sich die Messerhalteplatte
3' mit ihrer inneren Kante auf Federn 19 auf. Die Lage und Gestaltung dieser Federn
19 ist in A b b. 4 dargestellt, die eine Ansicht in Richtung des Pfeiles A der A
b b. 3 veranschaulicht. Diese Federn 19 gleichen das in der Nut-Zapfen-Verbindung
der Messerhalteplatte 3' mit dem Werkzeugträger 2 unvermeidliche geringe Spiel aus,
ebenso im Laufe der Zeit auftretende Abnutzungen, indem die Messerhalteplatte 3'
mit der Formschlußfläche 3 ihrer Nut durch die Federn unter allen Umständen in fester
Anlage an dem Zapfen gehalten wird. Die Messerhalteplatte 3' und das an ihr befestigte
Messer 1 nehmen damit bereits im Ruhezustand des Werkzeugträgers eine ganz bestimmte
Lage ein, die durch die Fliehkraft nicht geändert werden kann. Die Formschlußfläche
3 der Nut in der Messerhalteplatte stellt eine Bezugsfläche dar. Sie wird deshalb
auch als Einstellfläche benutzt, wenn die aus Messer und Halteplatte gebildete Einheit
zum Einstellen des Messers auf der Halteplatte außerhalb des Werkzeugträgers in
eine Lehre eingespannt wird. An dieser Lehre muß dabei natürlich ein dem Zapfen
im Werkzeugträger entsprechender Anschlag vorgesehen sein.