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Messerkopf für Profilzerspaner mit Kreissägesegmenten
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Die Erfindung betrifft einen Messerkopf für Profilzerspaner mit einem
Messerkopfkörper, der an mehreren Umfangsstellen Hackmesser trägt, und mit an der
Messerkopf-Stirnseite angebrachten Kreissägesegmenten, die sich jeweils zwischen
zwei Hacktnessern erstreclcen und einen gegenüber den Sägezähnen verdickten Befestigungsflansch
aufweisen.
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Beim Profilzerspanen werden Rundholzstämme oder Model zwischen einander
gegenüberliegend angeordneten, angetriebenen Messerköpfen ilindurchgeführt. Die
Messerköpfe erzeugen am Stamm oder Model zwei gegenüberliegende gesägte Flächen
und zerspanten die außerhalb dieser gesägten Fläcnen liegenden Holzsegmene zu Nutzspänen.
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Da diese Nutzspäne, die in erster Linie für die Spanplattenherstellung
und fiir die Zelluloseerzeugung benötigt werden, verhältnismäßig grobe Hackschnitzel
mit einer vorgegebenen Milldestfaserlänge sind, sin(l am Umfang jedes Messerkol)
nur wellige Ifackmesser ange-
ordnet, vorzugsweise zwei oder drei.
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Es ist bekannt, an der Stirnseite des Messerkopfs ein vollständiges,
ungeteiltes Kreissägeblatt anzubringen, das die gesügte Flache am Stamm oder Model
erzeugt. Der Sägeschnitt läuft vor dem Haclcmessersclmitt voraus, um zu verhindern,
daß Einrisse, die beim schlagartigen Eingriff der Ilackmesser entstehen, in den
verbleibenden Teil des Stamms oder Models hineinlaufen. Schwieriglceiten können
hierbei im Bereich zwischen dem stirnseitigen Ende jedes Haclcmessers und dem Kreissägeblatt
entstehen. In den dort gebildeten Spalt können Holzteile eindringen, wodurch eine
unerwünschte Seitenkraft auf das Kreissägeblatt ausgeübt wird; außerdem führt die
dabei auftretende starke Reibung zu einer starken Wärmeentwi clclung .
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Um diese Schwierigkeiten zu überwinden, ist es bekannt, die stirnseitig
am Messerkopf angeordnete Kreissäge in einzelne Kreiss':igesegmente zu unterteilen,
wobei das stirnseilsige Ende eines Hackmessers jeweils in den Zwischenraum zwischen
zwei Kreissägesegmenten ragt (DE-PS 22 19 999). Da der zwischen zwei Kreissägesegmenten
bestehende Zwischenraum großer ist als der Umfangsabstand zweier Sägezäline, greifen
die jeweils ersten Sägezähne der Kreissägesegmente schlagartig in das Holz ein und
sind daher einer größeren Belastung ausgesetzt als die nacllfolgenden Sägezähne.
Um diese schlagartige Belastung zu verrneiden und eine gleichmäßigere Belastung
aller S.igezíillne zu erreiclien, ist bei dem bekannten Messerkopf vorges ehen,
den voranlaufenden Abschnitt jedes Kreissägesegments radial etwas zurückzusetzen
Die Länge
um die jeder Sägezahn über den radial äußeren Umfang des
verdickten Befestigungsflansches hinausragt, ist dabei für alle Sägezähne gleich
und muß mindestens so groß gewählt werden, wie es dem Vorschubweg des Stammes oder
Models zwischen dem Eingriff zweier Hackmesser entspricht.
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Durch das Zuriicksetzen der im voranlaufenden Abschnitt jedes Kreissägesegments
angeordneten Z-ähne wird zwar deren stoßartige Belastung verringert; es ergibt sich
aber dadurch ein ungleichmäßiger Vorschub pro Sägezahn, was wiederum zu einer ungleichmäßigen
Auslastung der Schneidleistung der einzelnen Säge zähne jedes Segments und damit
zu einer Beschränkung der Sägeleistung führt.
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Vor allem aber bleibt die vergleichsweise hohe Biegebelastung der
vorderen Sägezähne jedes Kreissägesegments durch auftretende fluerkräfte erhalten.
Diese Biegebelastung macht eine verhältnismäßig große Zahndicke erforderlich, was
wiederum einen verhiltnismäßig breiten Sägespalt und damit einen verhältnismäßig
hohen Anteil an nicht wirtschaftlich nutzbarem Sägemehl bedingt.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Messerkopf der eingangs
genannten Gattung so auszugestalten, daß eine gleichmäßige und möglichst geringe
Biegebeanspruchung aller Sägezähne jedes Kreiss.agesegments erreicht wird, wodurch
es möglich wird, die Dicke der Sägezähne zu verringern, so daß man mit einem verhältnismäßig
so'malen Sägespalt auskommt und nur wenig Verlustc in Form von Sägemehl erh.,ilz;.
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Diese Aufgabe wird ert'ind1lngsgem,iß dadurcit gelöst, daß
der
radial äußere Umfang des verdickten Befestigungsflansches in der Weise exzentrisch
zur Messerkopfachse verläuft, daß der Abstand zwischen dem Befestigungsflansch und
den Spitzen der Sägezähne vom Anfang zum Ende des Kreissägesegments zunimmt. Hierbei
wird dem Umstand, daß bei Anordnung aller Sägezähne auf einem konzentrisch oder
leicht exzentrisch zur Messerkopfachse verlaufenden Flugkreis die jeweils vorderen,
nahe bei den Hackmessern angeordneten Sägezähne der Kreissägesegmente am stärksten
belastet sind, und zwar insbesondere auch durch Querkräfte, dadurch Rechnung getragen,
daß diese vorderen Sägezähne am wenigstens über den verdickten Befestigungsflansch
hinausragen, so daß ihre Biegebeanspruchung dadurch herabgesetzt wird.
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Erst die im rückwärtigen Abschnitt des Kreissägesegments angeordneten
Zähne, die wegen des Vorschubs des Stamms oder Models eine größere Eintauchtiefe
haben müssen, ragen radial weiter über den verdickten Befestigungsflanscit hinaus.
Erfahrungsgemäß treten aber in diesem Bereich des Kreissägesegments nur geringere
Querkräfte auf, so daß die Biegebeanspruchung in diesem Bereich ebenfalls gering
bleibt. Deshalb kann eine verhältnismäßig geringe Sägezahndicke gewählt werden,
die einen sctunalen Sägespalt und damit geringe Verluste als Sägemehl ergibt.
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Aus Fertigungsgründen ist es besonders vorteilhaft, wenn der radial
äußere Umfang des Befestigungsflanschs auf einem exzentrisch zur Messerkopfachse
verlaufenden Kreisbogen liegt. Theoretisch wäre zwar eine Spirallinie die optimale
Form für den äußeren Umfang des Be-
festigungsflansches; mit einem
exzentrischen Kreisbogen läßt sich aber auf den üblichen Umfangsabschnitten derartiger
Kreissägesegmente eine ausreichende Annäherung an diesen optimalen Verlauf erreichen.
Ein Kreisbogen hat dabei den Vorteil, daß er durch Drehen bzw. Rundscleifen fertigungstechnisch
wesentlich einfacher herzustellen und zu bearbeiten ist.
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Ebenfalls aus fertigungstec1inis'chn Gründen und aus Gründen einer
einfachen und stabilen Befestigung am Messerkopfkörper ist es vorteilhaft, auch
die Befestigungsschrauben des Kreissägesegments konzentrisch zu dem radial äußeren
Umfang des Befestigungsflanschs und somit ebenfalls auf einem Kreisbogen anzuordnen.
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Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbei spiel näher
erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist. Es zeigt: Fig. 1 einen Messerkopf
in Stirnansicht, Fig. 2 einen vereinfachten Schnit längs der Linie II-II in Fig.
1 und Fig. 3 eine Draufsicht auf zwei einander gegenüberliegend angeordnete Messerköpfe,
die einen dazwischen hindurchgeführten Baumstamm bearbeiten, wobei d-ie Messerkopflcörper
nur zur Hälfte und die Kreissige segmente im Schnitt dar<estellt sind.
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Der in den Fig. 1 und 2 gezeigte Messerkopf 1 weist einen im wesentlichen
kegelstumpfförmigen Messerkopfkörper 2 auf, der am Ende einer (nicht dargestellten)
angetriebenen Messerkopfwelle sitzt. An seiner Kegelstumpf-Manteilfläche trägt der
Messerkopfkörper 2 zwei Hackmesser 3.
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Jeweils der Umfangsbogen zwischen den beiden Hackmessern 3 nimmt an
der Stirnseite 4 des Messerkopfs 1 jeweils ein Kreissägesegment 5 auf. Jedes Kreissägesegment
5 trägt an seinem Umfang in gleichmäßigen Abständen angeordnete Sägezähne 6. Am
inneren Rand jedes Kreissägesegments 5 erstreckt sich ein verdickter Befestigungsflansch
7, der dadurch versenkte Schrauben 8 mit dem Messerkopfkörper 2 verbunden ist.
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Der durch die Spitzen der Sägezähne 6 bestimmte Flugkreis 9 liegt
für beide Kreissägesegmente 5 bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel mindestens
angenähert auf einem konzentrisch zur Messerkopfachse 10 verlaufenden Kreis. Dagegen
liegt der radial äußere Umfang 7a auf einem exzentrisch zur Messerkopfachse 10 verlaufenden
Kreisbogen mit dem Radius r, dessen Kreismittelpunlct gegenüber der Messerlcopfacl1se
10 um eine Exzentrizität a/2 versetzt ist (Fig. 1). Dadurch ergibt sich, daß der
radiale Abstand zwischen dem radial äußeren Umfang 7a des Befestigungsflanschs 7
und dem Flugkreis 9 der Sägezähne 6 vom Anfang zum Ende jedes Kreissägesegments
5 zunimmt, und zwar von einem Wert f, das der Mindesteintauchtiefe der Sägezaline
6 entspricht (links in Fig.2 dargestellt) bis zu einem um die doppelte Exzentrizität
a/2 vergrößerten Wert f+ (rechts in Fig. 2).
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Aus Fig. 1 erkennt man auch, daß die Befestigungsschrauben der Kreissägesegmente
5 ebenfalls auf einem Kreisbogen liegen, der konzentrisch zu dem radial äußeren
Umfang 7a des Befestigungsflanschs 7 verläuft.
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In Fig. 3 sind die Verhältnisse beim Eingriff an einem Baumstamm 11
dargestellt. Links ist gezeigt, daß die Sägezähne 6 am Anfang jedes Kreissägesegments
5 nur um ein geringes Maß über den außeren Umfang 7a des Befestigungsflanschs 7
hinausragen. Die unmittelbar vorher durch das Nackmesser 3 gesclmit,tene Fläche
11a des Baumstamms 11 bewegt sich durch den Stammvorschub in Richtung auf den Messerkopfkörper
2 und erreicht nacn fast einer halben Umdrehung des Messerkopfs 1 die rechts in
Fig. 3 gezeigte Stellung. Die Eintauchtiefe des Sägezahn 6 ist in dieser Stellung
wesentlich größer; der Sägezahn 6 ragt entsprechend weiter über den äußeren Umfang
7a des Befestigungsflanschs 7 hinaus. In dieser rechts in Fig. 3 gezeigten Stellung
kommt das nächste Hackmesser 3 zum Eingriff.