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Messerwelle für Holzbearbeitungsmaschinen mit keilartig wirkenden
Druckleisten . Bei den bekannten, mit Anpreßschrauben arbeitenden und für hohe Drehzahlen
geeigneten Messerwellen werden die Messer durch diese Schrauben mittels Druckleisten
gegen den Messerwellenkörper gepreßt. Sicherheit und Gleichmäßigkeit des Einspannens
der Messer sind bei diesen Wellen abhängig von der Sorgfalt und dem Gefühl, mit
dem die Schrauben angezogen werden. Sind die Schrauben nicht genügend oder einzeln
versehentlich überhaupt nicht angezogen, dann rutschen die Messer. Ein gleichmäßiges
Anpressen der einzelnen Messer über seine gesamte Länge oder ein Anpressen der Messer
gleichmäßig zueinander ist überhaupt nicht oder nur zufällig möglich, weil das nicht
nur abhängig ist von dem Gefühl, mit dem die Schrauben angezogen werden, sondern
auch von den verschieden großen Reibungswiderständen in den Schraubengewinden und
an den Gleitflächen. Auch die Verwendung eines Kraftmeßschlüssels kann deshalb keine
vollständige Abhilfe bringen. Das ungleichmäßige Anpressen der Messer ist eine der
Ursachen dafür, daß die Messer im Ruhezustand der Welle eine andere Rundlaufgenauigkeit
haben als bei voller Drehzahl, denn unter dem Einfluß der Fliehkräfte bewegen sich
die Druckleisten mit den Messern etwas nach außen, und diese Bewegungen sind verschieden,
wenn die durch die Anpreßdrücke hervorgerufenen Reibungen und elastischen Formänderungen
am Wellenkörper verschieden sind. Das hat zur Folge, daß die Güte der Oberfläche
am bearbeiteten Werkstück beeinträchtigt wird, weil die :Messer bei voller Drehzahl
von der Stellung abweichen, die ihnen im Ruhezustand der Welle gegeben wurde.
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Ein weiterer Nachteil der genannten Wellen bekannter Bauart besteht
darin, daß Schlitze zwischen Druckleisten und Wellenkörper, Innenvier- oder Sechskante
von Anpreßschrauben usw. das Messerwellengeräusch
erhöhen, daß
diese Schlitze und Vertiefungen leicht verschmutzen und zur Ursache von Unwuchten
werden. Ferner isst bei diesen Wellen der Aufwand an Zeit für das Wechseln der Messer
erheblich, weil viele Schrauben gelöst und wieder angezogen werden müssen.
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Bei zu starkem Anziehen der Schrauben werden die Schrauben selbst
und unter Umständen auch der Wellenkörper zu hoch beansprucht. Die Sicherheit der
Welle wird dadurch vermindert und ihre Verwendung für höchste Drehzahlen unmöglich
gemacht.
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Der Erfindungsgegenstand unterscheidet sich von diesen bekannten Wellen
dadurch, daß keilartig wirkende Druckleisten unter Federdruck stehen. Zum Herausnehmen
eines Messers wird seine Druckleiste gegen die Federn zurückgedrückt, nach dem Einlegen
des geschärften Messers wird der Federdruck freigegeben und das -Messer mit ausreichender
Kraft gleichmäßig angedrückt.
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Die unter Federdruck stehende Druckleiste schließt zusammen mit dem
Messer die Ausfräsungen im Messerwellenkörper vollständig ab, Schrauben sind nicht
vorhanden, so daß das Geräusch gemindert wird und Verschmutzung ausgeschlossen ist.
Das Wechseln der Messer geht denkbar rasch vor sich, weil bei jedem Messer lediglich
die Leiste etwas zurückgedrückt, das stumpfe Messer herausgenommen, das scharfe
Messer eingelegt und dann die unter Federdruck stehende Leiste wieder freigegeben
wird.
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Es ist nicht schwierig, sämtliche Federn so auszuführen, daß sie bei
einer bestimmten Federung gleich große Kräfte ausüben. Die Fliehkräfte sind ebenfalls
gleich groß und somit auch die elastischen Formänderungen des Wellenkörpers, die
durch Federkräfte plus Fliehkräfte hervorgerufen werden. Verschiedener Zustand der
Gleitflächen zwischen Druckleiste, Messer und Wellenkörper könnte nun noch zu einer
Abweichung der dynamischen Rundlaufgenauigkeit von der statischen führen. Um auch
das noch auszuschließen, werden bei der neuen Messerwelle die Messer formschlüssig
mit dem Wellenkörper verbunden, so daß sie unter dem Einfluß der eigenen und der
Fliehkraft der Leiste keine Bewegung gegenüber dem Wellenkörper.mehr ausführen können.
Die Messer behalten also bei voller Drehzahl die ihnen im Ruhezustand gegebene Stellung
zum Wellenkörper bei. Infolge der elastischen Formänderungen des Wellenkörpers durch
die Fliehkräfte vergrößert sich zwar der Flugkreis um ein geringes, aber die Stellung
der Messer zueinander ändert sich nicht mehr, da ja der Wellenkörper genau symmetrisch
ist und diese Symmetrie durch ungleiche Anpreßdrücke nicht gestört wird.
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Verwendet man für die formschlüssige Verbindung der -Messer mit dem
Wellenkörper z. B. Schrauben, deren jede mit einem kleinen Rundkopf in einen kleinen
Schlitz des Messers, mit ihrem Gewinde in den Messerwellenkörper greift, dann lassen
sich diese Schrauben zur Feineinstellung der Messer verwenden. Werden beim Einstellen
der Messer alle Schrauben von außen nach innen geschraubt, dann haben die Messer
keine Möglichkeit mehr, sich mit steigender Drehzahl nach außen zu bewegen, weil
etwa vorhandener toter Gang im Gewinde und zwischen Rundkopf und Messerschlitz ausgeschaltet
ist.
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Die beschriebene formschlüssige Verbindung der Messer mit dem Messerwellenkörper,
zusammen mit der beschriebenen Feineinstellung, ergibt eine hohe Genauigkeit in
bezug auf dynamischen Rundlauf und somit eine gute Arbeitsweise der Messerwelle.
Um einen dichten Abschluß zwischen Druckleiste und Messer und ein gutes Anliegen
des 3Iessers am Wellenkörper zu erzielen, erhält bei der neuen Welle die Druckleiste
eine schlitzförmige Ausfräsung. Dadurch wird die Leiste elastisch, das Messer wird
mit seiner vollen Breite gut an den Wellenkörper gedrückt, und mit steigender Drehzahl
gibt der durch die Ausfräsung entstandene elastische Druckleistenteil nach, und
es erfolgt dichter Abschluß zwischen Leiste und Messer an der als Spanlippe bezeichneten
Kante der Leiste. Es ist bekannt, an dieser der Abnutzung ausgesetzten Stelle der
Druckleiste eine gehärtete Beilage einzufügen. Beim Erfindungsgegenstand wird diese
gehärtete Beilage so ausgebildet, daß sie auch die Funktion des oben beschriebenen
elastischen Teiles der Druckleiste mit übernimmt. Dieser auswechselbaren Beilage
werden die Federkraft und die Fliehkraft der Druckleiste so zugeführt, daß die äußere
Kante der Beilage, die Spanlippe, wesentlich mehr Druck erhält als die innere Kane.
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Zum Einlegen und Herausnehmen der Messer sind besondere Messerhalter
vorgesehen. Jeder dieser Halter greift mit einer Nase in einen kleinen Schlitz des
Messers, und gegen die Schneide des 'Messers wird ein verschiebbarer Anschlag gedrückt
und dann gesichert. Der Anschlag kann auch unter Federdruck stehen. Werden zwei
solcher Halter an ein Messer gesetzt, dann kann damit das Messer bequem eingelegt
und auf die Rundköpfe der Schrauben gebracht werden.
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Für das Zurückdrücken der unter Federdruck stehenden Leisten und das
Festhalten derselben in zurückgedrückter Stellung ist eine Vorrichtung vorgesehen,
die an der Messerwelle oder an anderen Teilen der Maschine befestigt werden kann.
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Zur Sicherung der Leiste gegen eine Bewegung über den Messerflugkreis
hinaus, die eintreten könnte, wenn kein Messer in der Welle ist, erhält die Leiste
an beiden Stirnseiten Zapfen, die in Aussparungen von stirnseitig an den Wellenkörper
geschraubten Platten greifen.
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Eine Überbeanspruchung kann an der neuen Messerwelle nicht auftreten,
da nur Kräfte zur Wirkung kommen, die in ihrer Größe voraus bestimmt werden können.
Sorgfalt oder Gefühl bei der Handhabung sind ausgeschaltet, die `Felle arbeitet
deshalb mit großer Sicherheit und kann für höchste Drehzahlen verwendet werden.
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In der Zeichnung sind Teilschnitte durch die Messerwelle und Einzelheiten
dargestellt.
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Abb. i : Das Messer i wird von den Federn z mittels der Druckleiste
3 gegen den Wellenkörper -.
gedrückt. Lein den Anpreßdruck der Federn
2 und die Fliehkraft der Druckleiste 3 auf die Spanlippe 5 zu konzentrieren und
trotzdem das Messer i gut am Wellenkörper 4 zur Anlage zu bringen, ist die Druckleiste
3 mit dem Schlitz 6 versehen. Die Schraube 7 verbindet das Messer i formschlüssig
mit dem Wellenkörper 4, indem der Rundkopf der Schraube 7 in einen Schlitz 8 des
Messers eingreift und ihr Gewinde in den Wellenkörper 4. Der Rundkopf der Schraube
7 führt sich dicht in einer Aussparung 9 des Wellenkörpers 4, damit der Gewindeschaft
der Schraube 7 keine Bie.gungsbeanspruchung erhält. Mit den Schrauben 7 können die
Messer rasch und genau eingestellt werden. Die durch die Federn 2 zwischen der Druckleiste
3, dem Messer i und dem Wellenkörper 4 hervorgerufene Reibung wird durch die Schrauben
7 leicht überwunden.
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Abb, i zeigt weiter die Anwendung einer Vorrichtung zum Zurückdrücken
der federnden Druckleisten 3 und den Messerhalter zum Einlegen und Herausnehmen
der 'Messer. Die Druckvorrichtung kann aus einer der Arbeitsbreite der Maschine
entsprechenden Anzahl von Daumen io bestehen, die fest auf einerAchse i i sitzen.
Die Lager 12 der Achse i i können z. B. auf dem Tisch 13 einer Abrichtmaschine befestigt
werden. Wird auf der Achse i i ein entsprechend langer Hebel angebracht, der in
seiner Endstellung eine Arretierung erhält, dann kann mit dieser Vorrichtung die
Leiste 3 bequem zurückgedrückt und in dieser Stellung festgehalten werden.
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Abb. i zeigt noch, wie zwischen der Nase 14 und dem Anschlag 15 des
'Messerhalters das Messer i liegt. Der Anschlag 15 ist auf dem Schaft 16 des Messerhalters
verschiebbar. Die Nase 14 greift in einen kleinen Schlitz 17 des Messers i ein.
Die Kopfhöhe x der Schraube 7 ist gleich dem Abstand x der Schlitze 8 und 17 im
Messer i. Das erleichtert das Einbringen des 'Messers i, indem das Messer mit seinen
Haltern so tief einzuführen ist, his sich die Nasen i4. auf die Köpfe der Schrauben
7 setzen, dann hat das Messer die richtige Stellung und läßt sich auf die Rundköpfe
der Schrauben 7 bringen.
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Abb. 2 zeigt vergrößert gegenüber den Darstellungen in Abb. i einen
Schnitt durch das Messer i und die Druckleiste 3 mit der gehärteten Spanlippenbeilage
18. In Abb. 2 sind die Federn 2 freigegeben, die Druckleiste 3 preßt also über die
Beilage 18 das Messer i gegen den `Wellenkörper 4.
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Die Beilage 18 sitzt auf dem Bolzen i9, der mit einem Bund2o die Beilage
i8 hält. Die Druckleiste3 drückt nur an der Stelle21 gegendieBeilage i8.Wird die
Leiste 3 durch Zurücknahme der Daumen io freigegeben, dann kommen zunächst die Kanten
22 und 23 der leicht hohl geschliffenen Beilage 18 am Messer i zur Anlage und drücken
das Messer mit einer Komponente der Kraft der Federn 2 gegen den Wellenkörper. Die
Drücke der Federn 2 bringen das Messer i im Ruhezustand der Welle gut am Wellenkörper
zur Anlage, so daß eine sichere und genaue Einstellung mittels der Schrauben 7 erfolgen
kann. Im Bewegungszustand der Welle erhält dann das Messer weiterhin senkrechten
Druck gegen den Wellenkörper durch die Fliehkraftkomponente der Beilage 18, die
zu etwa gleichen Teilen an den Stellen 22 und 23 angreift. Die senkrecht zum Messer
i wirkende Fliehkraftkomponente der Druckleiste 3 greift bei 21 an der Beilage 18
an und verteilt sich so, daß bei 23 wesentlich höherer Druck entsteht als bei 22.
Die Spanlippe 23 liegt dadurch fest am Messer an und dichtet gut ab.
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Wesentlich ist, daß die beschriebene Kräfteverteilung unabhängig ist
von einer genauen Einhaltung der Keilwinkel a am Wellenkörper 4 und an der Druckleiste
3, es kann vielmehr der Keilwinkel der Druckleiste 3 einschließlich Beilage 18 a-l-
A a ausfallen, wenn der Keilwinkel am Wellenkörper 4 a beträgt. Die bewegliche Beilage
18 paßt sich an, sofern nur die kleine Druckfläche 2i an der Druckleiste3 ganz leicht
ballig und der Bund 20 am Bolzen i9 mit etwas Spiel ausgeführt werden. Diese Anordnung
entspricht einer gelenkartigen Verbindung der Beilage 18 und der Druckleiste 3 mit
Punkt 21 als Gelenk.
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Abb. 3 und ,4 zeigen im Auf- und Grundriß die stirnseitigen Zapfen
24 an den Druckleisten 3 mit den Aussparungen 25 in den Platten 26, die stirnseitig
an den _Messer-,vellenkörper 4 angeschraubt werden. Die Aussparungen 25 sind so
bemessen, daß die Druckleisten 3 beim Messerwechsel genügend weit nach innen gedrückt
werden können, nach außen aber nur wenig Spiel lassen.
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Die neue Messerwelle gewährleistet durch Anwendung der federnden Druckleisten
und formschlüssige Verbindung der Messer mit dem Wellenkörper und Feineinstellvorrichtung
für die Messer eine gute dynamische Rundlaufgenauigkeit. Da keine Schlitze, Schrauben
usw. vorhanden sind, wird das Messerwellengeräusch erheblich vermindert. Die Selbstspannung
der :Messer setzt die Zeiten für den Messerwechsel auf das denkbar geringste Maß
herab, und die Gewähr, daß die Welle nicht durch übermäßige Kräfte verspannt werden
kann, erhöht ihre Sicherheit und macht sie für höchste Drehzahlen verwendbar.