Ist der Universalmesserkopf noch aktuell?

Der Held der Tischfräse

Er ist der Held der Tischfräse, wenn es um schnelle Profilwechsel geht: der Universalmesserkopf. Ist er in Ehren ergraut oder wurde er in den letzten Jahren weiterentwickelt? Willi Brokbals geht diesen Fragen nach und zeigt den aktuellen Stand.

In den zurückliegenden Jahren und Jahrzehnten hat sich die Technik an Tischfräsmaschinen und an den dort eingesetzten Werkzeugen deutlich gewandelt. DP (DIA)-Werkzeuge halten Einzug und sehr variable Fräser mit schnell zu wechselnden HW-Profilmessern können den Universalmesserkopf ersetzen. Sollte man sich von seinem lieb gewonnenen Universalmesserkopf trennen oder ist ein 20 Jahre altes Werkzeug noch aktuell?

Der Unikopf ist ein aus wenigen Teilen zusammengesetztes Werkzeug: zwei Keilleisten, zwei Messer und zwei Abweiser. Eine einmal unterwiesene Person kann ihn innerhalb einer Minute rüsten. Die mit je zwei Passstiften gehaltenen Messer und Abweiser werden vom Spannkeil formschlüssig gegen Verrutschen fixiert. Hat man dieses Werkzeug, das auf jeder Hausmesse als Werkzeugset mit 6 bis 36 unterschiedlichen Profilen zum Schnäppchenpreis angeboten wird, einmal im Gebrauch, leistest es zig Jahre gute Dienste.

Die meisten Anbieter haben eine Stahl-Werkzeugausführung mit 93 mm Durchmesser im Programm, die mit 40 mm breiten Profilmessern bestückt werden. Stahl-Grundkörper mit größerem Durchmesser (abhängig vom Hersteller Ø 114, 116, 120, … mm) können oft wahlweise 40 und 50 mm breite Profilmesser aufnehmen. Auch Werkzeuge für bis zu 80 mm breite Profilmesser sind im Angebot.

Leichtmewerkzeuge sind nur noch bei wenigen Anbietern im Sortiment. Sie sind einer Sortimentsstraffung zum Opfer gefallen. Doch die Entscheidung wird auch damit begründet, dass die Präzision nicht über die gesamte Gebrauchsdauer gewährleistet werden kann.

Das Standardprofilmesser, das sog. Euro-System, ist 40 mm breit und 4 mm dick. Weitere Universalprofilmesser gibt es, das passende Werkzeug vorausgesetzt, in den Abmessungen 50 × 4 mm, 60 × 5 mm bis 80 × 7,5 mm. In den Werkzeugkatalogen werden auch Messerrohlinge angeboten. Diese sogenannten Blanketts sind jedoch nur für die fachlich kompetenten Schleifdienste vorgesehen.

Profilmesser für Universalmesserköpfe sind in drei Qualitäten erhältlich: Spezialstahl (SP), Hochleistungs-Schnellschnittstahl (HS) und Hartmetall (HW). Spezialstahl ist ein niedrig legierter Werkzeugstahl, der wegen seiner hohen Zähigkeit Keilwinkel zwischen 30 und 40° erlaubt. Er ist besonders geeignet, Massivholz zu zerspanen. Leider ist die erzielbare Laufmeterleistung recht gering, da die spitz zulaufende Schneide wegen fehlender Härte des Spezialstahls schnell abstumpft. Wesentlich höhere Standwege erzielt man mit den härteren HS-Schneiden. Der Keilwinkel ist mit 35 bis 45° nur unwesentlich stumpfer, als der der SP-Schneide. Das wirkt sich positiv auf die Schneidenverrundung aus und ermöglicht wesentlich höhere Standwege beim Profilieren von Massivholz.

Ganz ohne Stahl kommt die Hartmetallschneide aus. Doch der hohe Anteil extrem harter Kohlenstoffkarbide erlaubt nur Keilwinkel zwischen 45 und 55°. Für schlankere Keilwinkel ist der Werkstoff zu spröde. Ausbrüche wären die Folge. Damit man die Vorteile trotzdem nutzen kann, wird ein dünnes, profiliertes Messer aus HW auf eine Stützplatte mit demselben Profil gelegt. Beide zusammen ergeben die erforderliche 4-mm-Standard-Messerdicke.

Fast alle Hersteller teilen ihre Profile in drei Profilgruppen ein. Gruppe 1: Profile mit einfacher Kontur, die nur einseitig hinterschliffen sind. Gruppe 2: Profile mit aufwendiger Kontur, beidseitig hinterschliffen. Gruppe 3: Konterprofile, die ineinanderpassen müssen. Die »Schneide« des Abweisers ist so geschliffen, dass seine Kontur höchstens 1,1 mm gegenüber der Profilmesserkontur zurückspringt. Nur in diesem engen Bereich ist das Führen der Werkstücke mit den Händen oder dem Vorschubapparat erlaubt.

Die richtige Wahl treffen

Sind nur wenige Meter Massivholz zu fräsen, liefern die preiswerten SP-Profilmesser brauchbare Ergebnisse. Ein Paar Profilmesser kostet, je nach Profilgruppe, zwischen 10 und 20 Euro und ein Paar Abweiser zwischen 8,50 und 17 Euro. Liefern die Schneiden nicht mehr das gewünschte Ergebnis, werden sie entsorgt und durch neue ersetzt. Mancher Schreiner zieht die stumpfen Schneiden noch einmal mit einem Ölstein ab, um noch die letzten Laufmeter herauszukitzeln. Bei den geringen Kosten für neue Messer sollte das nur eine seltene Notlösung sein.

Grundsätzlich ließen sich die Profilmesser vom Schärfdienst nachschleifen und erzielten danach die gleiche Schnittgüte wie neue Messer. Doch in dem Fall müssen auch die Abweiser nachgeschliffen werden, damit die Differenz zur Profilschneide nicht zu klein wird. Das Nachschleifen der Abweiser kostet etwa so viel, wie ein Paar neuer SP-Profilmesser. Doch das ist nicht der einzige Grund, der das Schärfen der Profilmesser unrentabel macht: Mit dem Schärfen verringert sich der Schneidenflugkreis des Werkzeugs. Wird das Profil in Kombination mit einem Anlaufring eingesetzt, passt er nicht mehr zum neuen Flugkreisdurchmesser. Ähnliches gilt für digital hinterlegte Werkzeugdaten, die geändert werden müssten, damit Anschlag und Fräsdorn die eingegebenen Maße zuverlässig anfahren.

Abhängig von der Profilgruppe kostet ein Profilmesserpaar in der HS-Ausführung 60 bis 80 Euro. Die Abweiser sind die gleichen, die auch bei SP-Messern verwendet werden. Somit liegt eine Vollbestückung mit HS-Profilmessern zwischen 70 und 100 Euro. Hier lohnt sich das Schärfen der Profilmesser und das Absetzen der Abweiser, da es etwa halb so viel kostet, wie ein Satz neuer Messer. Die beim SP-Messer beschriebenen Nachteile durch die Flugkreisveränderung gelten jedoch auch hier.

Profilmesser in HW-Ausführungen haben entscheidende Vorteile: Beim Zerspanen von Massivholz werden wesentlich höhere Laufmeter erzielt und das Profilieren von Holzwerkstoffen ist problemlos möglich. Abhängig vom Profilierungsaufwand kostet ein HW-Profilmessersatz, (je zwei Messer, Stützplatten, Abweiser) etwa 300 Euro. Die Anfertigung nach Profilmuster kostet je Satz zwischen 350 und 400 Euro. Werden Ersatzmesser benötigt, sind etwa 280 bis 330 Euro fällig.

Wissenswertes zum Werkzeug

Wird man bei den Standardprofilen nicht fündig, können Profilmesser nach vorgegebenem Muster hergestellt werden. Als Vorlage dienen Profilmuster, Papierzeichnungen oder CAD-Dateien im dxf-Format, von denen dann Schablonen gefertigt werden. Für das Herstellen der Schablone muss man etwa 40 Euro veranschlagen. Wird die Schablone mit ausgeliefert, muss sie im Regelfall auch bezahlt werden. Bleibt sie beim Hersteller, und schärft der auch die Messer, berechnet er sie oft nicht.

Abhängig vom Anbieter kann man aus bis zu 100 Standardprofilmessern wählen. Dank der Standardisierung im Euro-System sind die Messer von Hersteller X auch im Universalmesserkopf des Herstellers Y zu verwenden. Doch hier ist Vorsicht geboten! Mittlerweile sind auch Billigprodukte im Handel, bei denen die Toleranzen der Aufnahmelöcher, der Abstände und Durchmesser der Passstifte zu groß sind. In der Addition summieren sich schnell einige Zehntel Millimeter Unterschied im Schneidenflugkreis. Als Folge zerspant nur noch ein Messer zu 100 Prozent, das zweite ist am Fräsvorgang nur noch marginal beteiligt. Das führt bis zum Halbieren des Standwegs, bei gleichzeitiger Reduzierung der möglichen Vorschubgeschwindigkeit. Auch die Nacharbeit der nun gröberen Oberfläche wird zeitaufwendiger.

Richtwerte für Toleranzen bei hochwertigen Werkzeugen sind 2/100 mm für Passstifte und Aufnahmebohrungen im Messer und die Toleranz H7 für die Fräsdornbohrung. Toleranz H7 bedeutet, dass beim Bohrungsdurchmesser 30 mm dieser maximal 30,001 mm groß ist und mindestens 29,999 mm.

Und noch ein Maß ist wichtig: die maximal mögliche Profiltiefe. Sie reicht je nach Hersteller und Werkzeugausführung von 17,5 bis 19 mm (Profilmesser 40 × 4 mm) bis 27 mm (Profilmesser 50 bis 80 × 5,5 mm).

Goldene Ausnahme

Bevor das BG-Test-Zeichen eingeführt wurde, gab es Universalmesserköpfe, die lediglich einen Passstift mit 11 mm Durchmesser zur Aufnahme des Messers hatten. So war das eingebaute Messer achsial schwenkbar, um eine größere Profilbandbreite zu haben. Diese Lösung ist zwar nicht mehr erlaubt, doch das Loch wird immer noch gefertigt.

Ausschließlich die Firma Gold bietet noch ein Werkzeug mit dieser und einer weiteren hilfreichen Funktion. Die gesamte Einheit mit Profilmesser und Abweiser kann geschwenkt und zusätzlich radial verstellt werden. Manchmal ist es einfacher, anstelle der Frässpindel die Messereinheit zu schwenken, besonders beim Arbeiten am Anlaufring. Dabei ist es sehr hilfreich, dass der Schneidenflugkreis verstellbar und somit an den Durchmesser des Anlaufringes anzupassen ist. Die Messer weichen vom Euro-Standard ab: Sie haben andere Lochungen und sind nur 39 mm breit (Sonderprofilmesser 44 mm), und 5,5 mm dick. Gold liefert sie grundsätzlich in HS-Qualität.

Die große Einstellfreiheit bringt jedoch auch entscheidende Nachteile mit sich. Die maximale Drehzahl ist auf 6000 min-1 begrenzt und erlaubt so nur Schnittgeschwindigkeiten mit etwa 40 m/s. Zum Einstellen der geschwenkten Messer und beim veränderten Flugkreis ist eine Einstellvorrichtung erforderlich ist. Die Präzision hängt dabei von der Dicke des Bleistiftes und vom Geschick des Mitarbeiters ab.

Eine echte Weiterentwicklung bietet die Firma Leitz, die sich vom klassischen Universalmesserkopf verabschiedet hat. Das neue Werkzeug sieht dem alten zum Verwechseln ähnlich und auch der Rüstvorgang ist so einfach wie beim klassischen Vorbild. Doch passen anstelle der Euro-System-Fräsmesser ausschließlich die von Leitz gefertigten HW-Profilmesser mit Stützplatte, die nur nach Kundenwunsch bis zu 20 mm tief profiliert werden. Neben den gewohnten, an den Umfangflächen geraden und u-förmig profilierten Werkzeug-Grundkörpern werden auch dem jeweiligen Profil angepasste produziert, die eine Profiltiefe bis 35 mm ermöglichen. Die Messer sind drei bis vier Mal nachschärfbar und in unterschiedlichen HW-Qualitäten für Massivholz, Holzwerkstoffe oder Kunststoffe erhältlich.

Fazit

Immer noch sieht der klassische Universalmesserkopf aus wie vor 30 Jahren. Obwohl seine Präzision nicht ganz an die modernen Werkzeuge mit Hartmetall-Wechselplatten heranreicht, liefert er in der Massivholzbearbeitung, auch dank der Fülle an Standardprofilen, schnell und unkompliziert brauchbare bis gute Ergebnisse.


Willi Brokbals ist Fachlehrer an der Meisterschule für Schreiner in Ebern. Für dds beschäftigt er sich seit vielen Jahren mit Werkzeug- und Maschinenthemen, die ihm im Alltag begegnen.


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