DE9303186U1

DE9303186U1 - Wendemesser, insbesondere Hobelwendemesser

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Publication number: DE9303186U1
Application number: DE9303186U
Authority: DE
Original assignee: Boehler Ybbstalwerke GmbH
Current assignee: Boehler Ybbstalwerke GmbH
Priority date: 1992-08-26
Filing date: 1993-02-26
Publication date: 1993-05-27
Anticipated expiration: 2003-02-27
Also published as: CH687182A5; AT398401B; ATA171192A

Description

DE700RÖ01 Wendemesser, insbesondere Hobelwendemesser

Die Erfindung betrifft ein Wendemesser, insbesondere Hobelwendemesser, mit flachem, in Längsrichtung konstantem Querschnittsprofil und zwei distal zentrisch-symmetrisch oder achssymmetrisch angeordneten Schneiden, wobei das Wendemesser eine Quererstrekkung von kleiner als 25 mm, insbesondere von kleiner als 20 mm, aufweist und in einem Messerträger durch eine Führung in Form längsgerichteter, gegenseitig passungsgemäß zusammenwirkender Vorsprünge bzw. Vertiefungen in einer vorgesehenen Position einsetzbar bzw. mit diesem verbindbar ist, zur Bearbeitung nichtmetallischer Werkstoffe, z. B. Holz, Spanplatten, Kunststoffteile u. dgl.

Gattungsgemäße Wendemesser werden in Schneidwerkzeugen zur zumeist flächigen Abtragung dünner Schichten von nichtmetallischen Werkstoffen verwendet. Eine genaue, senkrecht zur Schneidkante verschiebungssichere Einsetzung in den vorzugsweise walzenförmigen Messerträgern unter Bildung des Schneidwerkzeuges erfolgt dabei mittels Führungsrippen bzw. Vorsprüngen oder Vertiefungen, die mit zugeordneten Positioniernuten bzw. Vertiefungen oder Vorsprüngen des Messers im Eingriff stehen. Derartige, oft mit hoher Umdrehungszahl rotierende Schneidwerkzeuge, die insbesondere in Hobeleinrichtungen zur Bearbeitung von Holz, Holzfaserplatten, Kunststoffteilen, beispielsweise Verbundteilen u. dgl., verwendet werden können, sind auch aus der EP-B-0117991 bekannt.

Um auch nach einem Wenden oder einem Wechsel der Wendemesser gleiche Spantiefen oder Abtragungen beim Einsatz sicherzustellen, wird das im Querschnitt oft nur wenige Millimeter Dicke aufweisende Wendemesser mit einem genauen, oft durch Schleifen hergestellten und zu den Schneiden zentrosymmetrisch oder achssymmetrisch ausgebildeten Profil, enthaltend zumindest eine Nut oder einen Vorsprung, die/der in ausreichender bzw. großer Verzahnungstiefe mit dem Messerträger paßgenau in Verbindung stehen, hergestellt.

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Ein zumindest teilweises Erstellen eines für ein Wendemesser erforderlichen Querschnittsprofiles durch Walzen ist an Vormaterial aus legiertem Werkzeugstahl mit einem Legierungsanteil unter 5 Gew.-% möglich. Derartige kostengünstig hergestellte und thermisch vergütete Wendemesser haben jedoch den Nachteil einer geringeren Haltbarkeit der Schneiden bzw. Schneidkanten. Es wurde schon versucht, die Wendemesser aus Schnellarbeitsstahl zu fertigen. Herstellungstechnisch sind dabei jedoch die Nachteile gegeben, daß der Werkstoff ein zu einer genauen Walzung des gewünschten Profiles zu geringes Umformvermögen aufweist, daher ein Großteil der Nuten bzw. Vorsprünge durch Schleifen auszubilden sind und beim Vergüten bzw. Härten und Anlassen der Messer ein großer Verzug derselben auftreten kann, wodurch zusätzliche hohe Nacharbeitskosten entstehen. Im praktischen Einsatz der Wendemesser aus Schnellarbeitsstahl war zwar die Haltbarkeit der Schneide durchaus zufriedenstellend, es traten jedoch, von den Innenkanten der Vertiefungen oder den Querschnittsänderungen ausgehend, Dauerrisse auf, die vorzeitig zum Messerbruch führten. Weiterhin wurde versucht, Wendemesser aus Hartmetall herzustellen. Beim Sintern der Formkörper bzw. der Grünlinge ist jedoch in nachteiliger Weise ein großer Verzug der Teile gegeben, der zusätzlich zu den hohen Herstellungskosten die Schleifkosten am Wendemesser wesentlich vergrößert. Derartige Wendemesser weisen auch eine erhöhte Bruchgefahr und bei rotierenden Schneidwerkzeugen eine Verletzungsgefahr durch weggeschleuderte Messerpartikel auf.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, die Nachteile der bekannten Wendemesser zu beseitigen und ein Wendemesser, insbesondere Hobelwendemesser, mit wesentlich verbesserten Gebrauchseigenschaften zu erzeugen.

Erfindungsgemäß wird das Problem bei einem gattungsgemäßen Wendemesser der eingangs genannt Art gelöst durch einen in Längsrichtung des Wendemessers angeordneten zentrischen Trägerteil aus zähfestem Werkstoff und zwei im Querschnitt distalen, mit diesem metallisch durch Schweißung unlösbar verbundenen, die Schneiden

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aufnehmenden Arbeitsteilen aus hochlegiertem Werkzeugstahl mit einem Legierungsanteil über 10 Gew.-%, insbesondere aus Schnellarbeitsstahl gemäß DIN 17007, Werkstoffnummernklasse 32 und 33.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß einerseits der Bereich des Wendemessers, welcher einen profilierten Querschnitt mit Vertiefungen und innenliegenden Kanten aufweist, aus einer gut walzumformbaren Legierung, z. B. DIN 17007, Werkstoffnummer 1.2241 oder Werkstoffnummer 1.8159, gefertigt ist, welches Legierungsmaterial im vergüteten Zustand eine hohe Biegbruchzähigkeit aufweist und damit auch den auftretenden Belastungen im zentrischen Teil einen besonders hohen Widerstand entgegensetzt. Andererseits sind die Arbeitsteile mit den Schneiden bzw. Schneidkanten aus gehärtetem und angelassenem Werkzeugoder Schnellarbeitsstahl mit einem hohen Legierungsanteil und dabei mit einer hohen Verschleißfestigkeit gebildet, der auch bei höheren Arbeitstemperaturen, welche insbesondere bei der Bearbeitung von Spanplatten und Schichtwerkstoffen entstehen können, keine Härteabnahme erfährt. Dabei ist es wichtig, daß zwischen dem Trägerteil und den Arbeitsteilen eine metallische Verbindung durch Schweißen besteht. Lötverbindungen, wie diese bei einer Befestigung von Hartmetallkanten erforderlich sind, können, wie sich herausstellte, nicht angewendet werden, weil diese keine ausreichende Festigkeit haben und zu Lötbrüchen führen.

Bevorzugt werden der Werkstoff des Trägerteiles und der Werkstoff der Arbeitsteile derart gewählt, daß nach einer Wärmebehandlung, bestehend aus einem Austenitisieren, einem verstärkten Abkühlen und einem vorzugsweise mindestens zweimaligen Anlassen des dreiteiligen Wendemessers, eine Materialhärte des Trägerteiles von 40 bis 45 HRC und eine Materialhärte der Arbeitsteile von 62 bis 64 HRC gegeben sind. In einfacher Weise kann dabei der Fachmann eine Werkstoffkombination festlegen, welche speziellen Anforderungen besonders gut entspricht.

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Wenn, wie weiterhin in günstiger Weise vorgesehen, der die Arbeitsteile bildende Werkzeug- oder Schnellarbeitsstahl in Gew.-% 0,05 bis 2,0, vorzugsweise 0,1 bis 1,2, Aluminium enthält, kann, wie überraschend gefunden wurde, eine Anlaßbehandlung mit höheren Temperaturen angewendet werden, wodurch das Material de& zentri-, sehen Trägerteiles eine nicht erwartet hohe Biegewechselfestigkeit erhält, und es wird eine besonders gute Verschweißbarkeit mit überragender Festigkeit der Schweißnähte der Schweißung erreicht.

Eine Desintegration des Teile kann sicher verhindert werden, wenn die metallischen, durch Schweißung gebildeten unlösbaren Verbindungen der Arbeitsteile mit dem Trägerteil durch Plasma, insbesondere durch Elektronenstrahl, erstellte Schweißnähte sind.

Sowohl für die Bruchsicherheit eines gegebenenfalls durch Vertiefungen geschwächten Arbeitsteiles als auch für die Dauerfestigkeit der Verbindung mit dem Trägerteil hat es sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn im Querschnittsprofil die Schweißnähte der Schweißung einen Abstand A von den Schneidkanten der Schneiden aufweisen, bei welchem eine örtliche Messerdicke D vorliegt, die größer als der 0,6fache, vorzugsweise 0,8fache, Abstand A ist bzw. bei welchem die Beziehung D/A einen Wert von größer als 0,6, vorzugsweise größer als 0,8, ergibt.

In weiterer Ausbildung der Erfindung ist es vorteilhaft, daß zumindest im Bereich der Schneiden die diese bildenden Seitenflächen der Arbeitsteile eine Hartstoffschicht tragen, welche eine Dicke von höchstens 6 &mgr;&idiagr;&eegr;, vorzugsweise unter 4 um, aufweist.

Dabei ist die Hartstoffschicht insbesondere durch ein CVD- oder PVD-Verfahren aufgebracht und vorzugsweise aus Karbiden und/oder Nitriden und/oder Oxiden oder Mischungen bzw. Verbindungen derselben gebildet.

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Die Erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein Wendemesser im Querschnitt mit einer Führung im Zugspannungsbereich

Fig. 2 ein Wendemesser im Querschnitt mit einer Führung im Druckspannungsbereich

Fig. 3 ein Wendemesser im Querschnitt mit einer weiteren Form der Führung

Fig. 4 ein Wendemesser im Querschnitt für besonders hohe Beanspruchungen

Fig. 5 ein Wendemesser im Querschnitt für höchste Präzision

Das in Fig. 1 dargestellte Wendemesser 1 weist einen Trägerteil 2 auf, in dessen Zugspannungsbereich zentrisch eine Führung 4 angeordnet ist. Diese Führung 4 ist als eine trapezförmige Vertiefung und damit als eine Trapezführung ausgebildet, welcher eine plane Stützfläche gegenüberliegt. In einem gleichen Abstand zu der Führung 4 sind Schneiden 5; 5' seitlich angeordnet. Sie sind Bestandteil von Arbeitsteilen 3; 3¹, welche jedoch im Vergleich miteinander unterschiedliche Querschnittsflächen aufweisen. Für die Haltbarkeit bzw. die Gebrauchseigenschaften des Wendemessers 1 ist das Ausmaß der Querschnittsflächen der Arbeitsteile 3; 3¹ von geringer Bedeutung, solange die Schweißung 7; 7¹ einen Abstand A; A¹ von den Schneiden 5; 5¹ aufweist, bei welchem eine örtliche Dicke D; D¹ des Wendemessers 1 gegeben ist, die größer als 0,6 &khgr; A bzw. 0,6 &khgr; A¹ ist. Bei dem Wendemesser 1 nach Fig. 1 beträgt der Wert für D/A und D'/A¹ jeweils 0,92.

An dem Wendemesser 1 entsprechend Fig. 2 weist das Trägerteil 2 im Druckspannungsbereich eine Führung 4 in Form einer konkaven Trapezführung auf. Dieser liegt eine ebene Preßfläche gegenüber.

Das in Fig. 3 dargestellte Wendemesser 1 weist an dem Trägerteil 2 eine Führung 4 in Form einer konvexen Trapezführung auf. Bei diesem Wendemesser 1 sind die Arbeitsteile 3; 3¹ mit ihren

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Schneiden 5; 5¹ distal an parallel zueinander verlaufenden Enden des Trägerteiles 2 angeordnet. Derartige Ausführungsformen von Wendemessern 1 sind besonders biegestabil, wobei die Schweißung 7; 7' leicht herstellbar ist und ihre Position bei der Herstellung aufgrund der parallel ausgebildeten Enden bedeutungslos ist.

Fig. 4 zeigt ein Wendemesser 1, welches besonders für hohe Beanspruchungen vorgesehen werden kann. Im Trägerteil 2 ist beidseitig je eine Führung 4; 4' angeordnet, wobei der runden konkaven Führung 4 die Passungsfunktion zukommt.

In Fig. 5 ist ein Wendemesser 1 als Wendehobelmesser mit einer für höchste Präzision ausgebildeten und beste Gebrauchseigenschaften bewirkenden Querschnittsform gezeigt. Die Quererstrekkung bzw. der Abstand der Schneiden 5; 5' beträgt 12 mm, die größte Profilbreite 22 mm und die Messerdicke im Bereich der Führung 4 2,7 mm. Der Trägerteil 2 ist als Walzprofil mit einer Führung 4; 4' in Form eines Vorsprunges und einer Vertiefung in zentrischer Anordnung ausgeführt. Wird der die Haltbarkeit des Tri-Verbund-Wendehobelmessers wichtige Wert D/A, also ein theoretischer Schweißnahtabstand zu örtlicher Messerdicke, ermittelt und dessen jeweilige Größe von den Schneidkanten der Schneiden 5; 5¹ in Richtung Achse bzw. Führung 4; 4' in Betracht gezogen, so ist festzustellen, daß der Wert vorerst von den Schneiden 5; 5¹ weg im Keilbereich des Arbeitsteiles 3; 3' die gleiche Höhe von aufweist. In Richtung zur Achse fällt dieser Wert durch eine eingearbeitete Spannut 6 auf 0,58 ab und steigt in der Folge wieder auf 0,98 an. Für eine vorzusehende Schweißung 7; 7' mit einer Schweißnaht zur Verbindung des Trägerteiles 2 mit den Arbeitsteilen 3; 3' ist somit der Bereich der Spannut 6 auszuscheiden und eine Ausführungsform gemäß Darstellung im rechten oder im linken Teil von Fig. 5 zu wählen, um vorteilhafte Gebrauchseigenschaften des Wendehobelmessers 1 zu erreichen.

Die im Ausführungsbeispiel erläuterten Wendemesser stellen lediglich Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Lösung dar. Die Erfindung ist auf diese nicht beschränkt.

Claims

DE700RÖ01 Schutzansprüche

1. Wendemesser, insbesondere Hobelwendemesser, mit einem flachen, in Längsrichtung konstantem Querschnittsprofil und zwei distal zentrisch-symmetrisch oder achssymmetrisch angeordneten Schneiden, wobei das Wendemesser eine Quererstreckung von kleiner als 25 mm, insbesondere von kleiner als 20 mm, aufweist und in einem Messerträger, durch eine Führung in Form längsgerichteter, gegenseitig passungsgemäß zusammenwirkender Vorsprünge bzw. Vertiefungen in einer vorgegebenen Position einsetzbar bzw. mit diesem verbindbar ist, zur Bearbeitung nichtmetallischer Werkstoffe, z. B. Holz, Spanplatten, Kunststoffteilen u. dgl., gekennzeichnet durch einen in Längsrichtung des Wendemessers (1) angeordneten zentrischen Trägerteil (2) aus zähfestem Werkstoff und zwei im Querschnitt distalen, mit diesem metallisch durch Schweißung (7; 7¹) unlösbar verbundenen, die Schneiden (5; 5¹) aufnehmenden Arbeitsteilen (3; 3') aus hochlegiertem Werkzeugstahl mit einem Legierungsanteil über 10 Gew.-%, insbesondere aus Schnei1-arbeitsstahl gemäß DIN 17007, Werkstoffnummernklasse 32 und 33.

2. Wendemesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff des Trägerteiles (2) und der Werkstoff der Arbeitsteile (3; 3') derart gewählt sind, daß nach einer Wärmebehandlung, bestehend aus einem Austenitisieren, einem verstärkten Abkühlen und einem vorzugsweise mindestens zweimaligen Anlassen des dreiteiligen Wendemessers (1), eine Materialhärte des Trägerteiles (2) von 40 bis 45 HRC und eine Materialhärte der Arbeitsteile (3; 3¹) von 62 bis 64 HRC gegeben sind.

3. Wendemesser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der die Arbeitsteile (3; 3') bildende Werkzeug- oder Schnellarbeitsstahl in Gew.-% 0,05 bis 2,0, vorzugsweise 0,1 bis 1,2, Aluminium enthält.

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4. Wendemesser nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die metallischen, durch Schweißung (7; 7¹) gebildeten unlösbaren Verbindungen der Arbeitsteile (3; 3') mit dem Trägerteil (2) durch Plasma, insbesondere durch Elektronenstrahl, erstellte Schweißnähte sind.

5. Wendemesser nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Querschnittsprofil die Schweißnähte der Schweißung (7; 7¹) einen Abstand A von den Schneidkanten der Schneiden (5; 5") aufweisen, bei welchem eine örtliche Messerdicke D vorliegt, die größer als der 0,6fache, vorzugsweise 0,8fache, Abstand A ist bzw. bei welchem die Beziehung D/A einen Wert von größer als 0,6, vorzugsweise größer als 0,8, ergibt.

6. Wendemesser nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest im Bereich der Schneiden (5; 5¹) die diese bildenden Seitenflächen der Arbeitsteile (3; 3') eine Hartstoff schicht tragen, welche eine Dicke von höchstens 6 &mgr;&pgr;&igr;, vorzugsweise von unter 4 &mgr;&pgr;\, aufweist.

7. Wendemesser nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hartstoffschicht insbesondere durch ein CVD- oder PVD-Verfahren aufgebracht ist und aus Karbiden und/oder Nitriden und/ oder Oxiden oder Mischungen bzw. Verbindungen derselben gebildet ist.