DD260178A3 - CUTTING KNIVES FOR HARVEST MACHINES - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Schneidmesser fuer Erntemaschinen, die aus einem hochzaehen, elastischen, vorzugsweise zwischenstufenvergueteten Werkstoff bestehen. Das Ziel der Erfindung besteht in der Erhoehung der Bruchsicherheit sowie Verschleissfestigkeit der Schneidmesser bei relativ geringem Fertigungsaufwand. Aufgabe der Erfindung ist es, zwischenstufenverguetete Schneidmesser im Schneidenbereich so zu gestalten, dass auch bei Verzicht auf eine verschleissfeste Oberflaechenschicht in diesem Bereich eine hohe Verschleissbestaendigkeit erreicht wird. Die Loesung der Aufgabe besteht darin, dass die gesamte Flaeche oder Abschnitte des Schneidenbereiches eine Haertezone mit der Groesse des Grenzschneidenradius entsprechender Dicke aufweist, die in eine Zwischenzone gleicher Dicke, in der die Haerte stetig vom Wert in der Haertezone auf den Wert des Grundwerkstoffes abfaellt, uebergeht. Die Erfindung ist insbesondere bei schlag- und biegebeanspruchten Schneidmessern, wie Maehklingen, Rotationsmessern usw., anwendbar. Fig. 2The invention relates to a cutting blade for harvesters, which consist of a hochzaehen, elastic, preferably zwischenstufenvergueteten material. The object of the invention is to increase the resistance to breakage and wear resistance of the cutting blade with relatively little production effort. The object of the invention is to make intergraded cutting knife in the cutting area so that even when waiving a wear-resistant surface layer in this area a high Verschleissbestaendigkeit is achieved. The solution of the problem is that the entire surface or sections of the cutting area has a Haertezone with the size of the Grenzschneidenradius corresponding thickness, which falls in an intermediate zone of the same thickness, in which the hardness steadily from the value in the Haertezone to the value of the base material, skips. The invention is particularly applicable to impact and bending-stressed cutting blades, such as Maehklingen, rotary blades, etc., applicable. Fig. 2
Description
Hierzu 2 Seiten ZeichnungenFor this 2 pages drawings
Die Erfindung betrifft ein Schneidmesser für Erntemaschinen, insbesondere Mähklingen, Rotationsmesser und ähnliche schlag- und biegebeanspruchte Schneidmesser, die aus einem hochzähen, elastischen, vorzugsweise zwischenstufenvergüteten Werkstoff bestehen.The invention relates to a cutting blade for harvesters, especially mowing blades, rotary blades and similar impact and bending-stressed cutting blades, which consist of a highly tough, elastic, preferably zwischenstufenvergüteten material.
Schneidmesser für Erntemaschinen der genannten Art zum Zerkleinern landwirtschaftlicher Güter, wie Gras, Klee, Ackerfutter, Getreide und dergleichen, werden beim praktischen Einsatz recht unterschiedlichen Beanspruchungen ausgesetzt. Während sie im Schneidenbereibh einem hohen abrasiven Verschleiß unterliegen, müssen sie gelegentlich durch den Kontakt mit in die Schneidwerke der Erntemaschinen gelangenden Fremdkörpern, wie z. B. Steinen, außerordentlich hohen Schlag- und Biegebelastungen standhalten. Die Standzeit der Schneidmesser, die maßgeblich die Effektivität der Erntemaschine und damit der Erntearbeit bestimmt, hängt in entscheidendem Maße davon ab, wie die Schneidmesser den vorstehend genannten Beanspruchungsbedingungen im praktischen Gebrauch entsprechen.Cutting knives for harvesting machines of the type mentioned for crushing agricultural goods, such as grass, clover, field crops, cereals and the like, are exposed to quite different stresses during practical use. While they are subject to high abrasive wear in the cutting area, they occasionally have to be removed by contact with foreign objects entering the cutting units of the harvesting machines, such as e.g. As stones, extremely high impact and bending loads withstand. The life of the cutting blades, which determines the effectiveness of the harvester and thus the harvesting work, depends to a great extent on how the cutting blades meet the above-mentioned stress conditions in practical use.
Es hat in der Praxis nicht an Versuchen gefehlt, diesen Beanspruchungsbedingungen durch einen geeigneten Werkstoffeinsatz, die Anwendung moderner Wärmebehandlungsverfahren und die Hartstoffbeschichtung der Schneidmesser gerecht zu werden.There has been no lack of attempts in practice to meet these stress conditions by a suitable material use, the application of modern heat treatment processes and the hard coating of the cutting blade.
So wird beispielsweise in der DE-AS 1946003 eine Mähklinge vorgeschlagen, die aus zwei dreieckigen, im Befestigungsrand miteinander verbundenen und zur Klingenunterseite stellenweise mit Einprägungen versehenen Klingenteilen besteht.Thus, for example, in DE-AS 1946003 a mowing blade is proposed, which consists of two triangular, interconnected in the mounting edge and provided to the underside of the blade in places with indentations blade parts.
Im Bereich der Klingen ränder sind die Mähklingen nach unten abgebogen, wobei durch einen Planschliff im Bereich der Klingenränder die Schneidkanten sowie die durch die Einprägungen gebildeten Auflageflächen hergestellt werden. Zum Zwecke der Erhöhung der Elastizität und Verschleißfestigkeit sind die Mähklingen durchgehend vergütet und im Schneidenbereich partiell gehärtet.In the area of the blade edges, the mowing blades are bent downwards, wherein the cutting edges and the contact surfaces formed by the impressions are produced by a flat grinding in the blade edges. For the purpose of increasing the elasticity and wear resistance, the mowing blades are continuously tempered and partially hardened in the cutting area.
Während diese bekannte Mähklinge sich durch eine gute Verschleißbeständigkeit im Schneidenbereich auszeichnet, ist sie mit dem Nachteil behaftet, daß sie den Anforderungen an die Biegesteifigkeit nicht genügt und deshalb bei durch Fremdkörpereinwirkung hervorgerufenen Schlag- und Biegebeanspruchungen sehr empfindlich ist. Es kommt deshalb häufig vor, daß die Schneiden beim Auftreten solcher Belastungen schartig ausbrechen und damit nur unbefriedigende Standzeiten der Klingen erreicht werden.While this known Mähklinge is characterized by a good wear resistance in the cutting area, it has the disadvantage that it does not meet the requirements of the flexural rigidity and therefore is very sensitive to impact and foreign objects caused by impact and bending stresses. It is therefore often the case that the blades erupt when jerking such loads and thus only unsatisfactory service life of the blades can be achieved.
Durch die DE-OS 31 39871 ist ein Schneidmesser aus einem zähen, elastischen Werkstoff bekannt geworden, das zum Zwecke der Erhöhung der Verschleißfestigkeit der Schneidkanten in den am meisten auf Verschleiß beanspruchten Bereichen der Schneiden mit einer verschleißfesten Oberflächenschicht versehen ist, die durch ein bekanntes spanloses Formbildungsverfahren, wie beispielsweise durch einen Schlag-, Preß- oder Druckarbeitsgang, bei den für den Grund- und Beschichtungswerkstoff zulässigen Höchsttemperaturen nachbehandelt wird. Dadurch wird erreicht, daß die vor der Nachbehandlung unterschiedlich dicke Oberflächenschicht in eine gleichmäßige Stärke gebracht, mit dem Grundwerkstoff besser verbunden und eine ebene glatte Fläche, die kaum oder gar nicht mehr nachgeschliffen werden muß, erzielt wird.From DE-OS 31 39871 a cutting blade made of a tough, elastic material has become known, which is provided for the purpose of increasing the wear resistance of the cutting edges in the most exposed to wear areas of the cutting with a wear-resistant surface layer, by a known non-cutting Forming process, such as by a striking, pressing or printing operation, is treated at the maximum temperatures allowed for the base and coating material. This ensures that the different thickness before surface treatment surface layer brought into a uniform thickness, better connected to the base material and a flat smooth surface that has little or no need to be reground is achieved.
Diese bekannten Schneidmesser besitzen eine gute Widerstandsfähigkeit gegenüber den beim praktischen Einsatz auftretenden Beanspruchungen.These known cutting blades have a good resistance to the stresses occurring in practical use.
Sie sind jedoch gegenüber anderen bekannten Schneidmessem nur mit einem relativ hohen Material- und Fertigungsaufwand, der durch das Auftragen und Nachbehandeln der verschleißfesten Oberflächenschicht entsteht, herstellbar.However, they are compared to other known Schneidmessem only with a relatively high material and manufacturing costs, which results from the application and post-treatment of the wear-resistant surface layer produced.
Zur weiteren Verbesserung der Widerstandsfähigkeit von Schneidmessern, die aus einem hochzähen, elastischen Stahl bestehen, ist auch schon vorgeschlagen worden, die Schneidmesser dem an sich bekannten Wärmebehandlungsverfahren der Zwischenstufenvergütung auszusetzen (DD-PS 208827).To further improve the resistance of cutting blades, which consist of a high-tensile, elastic steel, has also been proposed to suspend the cutting blade the known heat treatment process of the intermediate stage remuneration (DD-PS 208827).
Das im Ergebnis dieser Wärmebehandlung gebildete bainitische Werkstoff gefüge zeichnet sich durch eine hohe Biegesteifigkeit aus, die etwa das 2,5fache der bei den bekannten Schneidmesserausführungen vorhandenen Biegesteifigkeit beträgtThe bainitic material structure formed as a result of this heat treatment is characterized by a high flexural rigidity, which is about 2.5 times the existing in the known Schneidmesserausführungen bending stiffness
Dadurch wird die Bruchgefahr der Schneidmesser bei Fremdkörpereinwirkung wesentlich verringert. Beim praktischen Einsatz zwischenstufenvergüteter Mähklingen hat sich jedoch gezeigt, daß durch die relativ geringe Härte des Werkstoffes die Verschleißfestigkeit der Messerschneiden nicht ausreicht. As a result, the risk of breakage of the cutting blade is significantly reduced when foreign body action. In the practical use of intermediate stage mowing cutters, however, has shown that the wear resistance of the knife edges is not sufficient due to the relatively low hardness of the material.
Außerdem können die Messerschneiden bei relativ hohen Schneidenbeanspruchungen umgebördelt werden, wodurch die Schneidleistung wesentlich herabgesetzt wird. Das hat zur Folge, daß die Standzeit der Schneidmesser trotz der hohen Biegesteifigkeit relativ gering ist. Es liegt auf der Hand, daß die durch den häufigen Messerwechsel bedingten Ausfallzeiten der Schneidwerke sich nachteilig auf die Produktivität der Erntemaschine auswirken.In addition, the knife edges can be crimped at relatively high cutting stresses, whereby the cutting performance is significantly reduced. This has the consequence that the service life of the cutting blade is relatively low despite the high bending stiffness. It is obvious that the downtime of the cutting units due to the frequent blade change has an adverse effect on the productivity of the harvesting machine.
Das Ziel der Erfindung besteht darin, Schneidmesser für Erntemaschinen zu schaffen, die bei relativ geringem Fertigungsaufwand sowohl eine hohe Bruchsicherheit als auch Verschleißfestigkeit im Schneidenbereich besitzen.The aim of the invention is to provide cutting knives for harvesters, which have both a high resistance to breakage and wear resistance in the cutting area with relatively little manufacturing effort.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Schneidmesser mit durch Zwischenstufenvergüten bewirkter hoher Biegesteifigkeit in den Schneidenbereichen der Auf lagefläche so zu gestalten, daß auch bei Verzicht auf eine aufwendige verschleißfeste Oberflächenschicht in diesem Bereich eine hohe Beständigkeit gegen abrasiven Verschleiß erreicht wirdThe invention has for its object to make cutting blades with bewildered by Zwischenstufenvergüten high bending stiffness in the cutting areas on the contact surface so that even without waiving a complex wear-resistant surface layer in this area a high resistance to abrasive wear is achieved
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die gesamte Fläche oder Abschnitte der auf der Auflagefläche des Schneidmessers angeordneten Schneidenbereiche eine Härtezone mit der Größe des Grenzschneidenradius entsprechender Dicke aufweist, die in eine Zwischenzone gleicher Dicke, in der die Härte stetig vom Wert in der Härtezone auf den Wert des zwischenstufenvergüteten Grundwerkstoffes abfällt, übergeht. This object is achieved in that the entire surface or portions of the arranged on the support surface of the cutting blade cutting areas has a hardness zone with the size of the boundary cutting radius corresponding thickness in an intermediate zone of the same thickness, in which the hardness is constant from the value in the hardness zone the value of the intergraded base material decreases, passes over.
Die erfindungsgemäßen Härtezonen in den Schneidenbereichen des Schneidmessers werden vorzugsweise durch eine örtlichzeitlich dosierte Energieübertragung mit Hilfe eines an sich bekannten hochfrequent programmiert abgelenkten Elektronenstrahles und anschließender Selbstabschreckung erzeugt.The hardening zones according to the invention in the cutting regions of the cutting blade are preferably produced by a local time-metered energy transfer with the aid of a known high-frequency programmed deflected electron beam and subsequent self-quenching.
Die erfindungsgemäß gestalteten Schneidmesser zeichen sich gegenüber bekannten Schneidmessern dieser Art insbesondere dadurch aus, daß unter Beibehaltung des Vorteils, die Schneidmesser einer Zwischenstufenvergütung zu unterziehen und damit eine hohe Biegesteifigkeit zu erreichen, im Schneidenbereich eine hohe Beständigkeit gegen den beim Schneidvorgang auftretenden abrasiven Verschleiß erreicht wird.The inventively designed cutting blade sign compared to known cutting blades of this kind in particular characterized by the fact that while maintaining the advantage of subjecting the blade of an intermediate stage compensation and thus to achieve high bending stiffness, a high resistance to the abrasive wear occurring during the cutting process is achieved in the cutting area.
Durch die erfindungsgemäße Gestaltung des Schneidenbereiches der Schneidmesser kann auf die Herstellung einer, verschleißfesten Oberflächenschicht in diesem Bereich, die einen großen Fertigungsaufwand erfordert, verzichtet werdenDue to the inventive design of the cutting area of the cutting blade can be on the production of a wear-resistant surface layer in this area, which requires a large manufacturing effort, be dispensed with
Dadurch besteht auch nicht die mit einer Verringerung der Verschleißfestigkeit verbundene Gefahr des Abplatzens dieser Schicht. Durch die optimale Anpassung an die beim praktischen Einsatz auftretenden Beanspruchungen wird beim Einsatz des erfindungsgemäßen Schneidmessers eine hohe Standzeit und damit eine hohe Effektivität bei der Erntearbeit erreicht As a result, there is also no danger associated with a reduction in the resistance to wear of this layer peeling off. Due to the optimum adaptation to the stresses occurring in practical use, a high service life and thus a high efficiency in harvesting work is achieved when using the cutting blade according to the invention
Soweit im Schneidenbereich des Schneidmessers nicht die gesamte Fläche, sondern nur Abschnitte gehärtet sind, sind diese vorzugsweise aus quer zur Schneidkante verlaufenden, parallel zueinander angeordneten Streifen gebildet, die mit der Schneidkante einen Winkel α einschließen, der zwischen 90° und der Größe des zwischen der Schneidkante und der Rückenfläche des Schneidmessers eingeschlossenen Winkels β liegt. As far as not the entire surface, but only sections are hardened in the cutting area of the cutting blade, these are preferably formed of transverse to the cutting edge, mutually parallel strips which include α with the cutting edge at an angle between 90 ° and the size of between the Cutting edge and the back surface of the cutting blade included angle β is.
Die Anordnung streifenförmiger Härtezonen in den Schneidenbereichen des Schneidmessers hat den Vorteil, daß bei der Herstellung dieser Zonen, die mit Hilfe eines Elektronenstrahles erfolgt, im Bereich der Schneidkante auf Grund der geringen Werkstoffidicke kleine kreisförmige Ausnehmungen in diesem Bereich entstehen und damit eine Art Verzahnung erzeugt wird. Hinzu kommt noch, daß in den zwischen den streifenförmigen Härtezonen vorhandenen Zonen geringerer Härte im Bereich der Schneidkante beim Schneidvorgang ein größerer Schneidenverschleiß als in den Härtezonen auftritt, wodurch auch in diesen Zonen kreisförmige Ausnehmungen gebildet werden.The arrangement of strip-shaped hardness zones in the cutting areas of the cutting blade has the advantage that in the production of these zones, which takes place with the aid of an electron beam, in the region of the cutting edge due to the small material thickness small circular recesses in this area and thus a kind of teeth is generated , In addition, in the existing between the strip-shaped hardness zones zones of lower hardness in the region of the cutting edge in the cutting process, a greater cutting wear than in the hardness zones occurs, whereby circular recesses are formed in these zones.
Damit ist über die gesamte Schneidkantenlänge eine Art Verzahnung vorhanden, die sich positiv auf den Schneidvorgang auswirkt. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die sich an die Härtezone anschließende Zwischenzone geringerer Härte in Längsrichtung der Schneidkante gesehen durchgehend oder unterbrochen sein.Thus, a kind of toothing is present over the entire cutting edge length, which has a positive effect on the cutting process. In a further embodiment of the invention, the adjoining the hardening zone intermediate zone lesser hardness seen in the longitudinal direction of the cutting edge can be continuous or interrupted.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werdenThe invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment
Die Zeichnung zeigt in The drawing shows in
Figur 1: eine Draufsicht auf die Auflagefläche eines erfindungsgemäßen Schneidmessers mit einer auf der gesamten Fläche des Schneidenbereiches vorhandenen HärtezoneFigure 1: a plan view of the support surface of a cutting blade according to the invention with an existing on the entire surface of the cutting area hardness zone
Figur2: einen Schnitt entlang der Linie A-A in Figur 1 in vergrößerter Darstellung Figur3: eine Draufsicht auf die Auflagefläche eines erfindungsgemäßen Schneidmessers mit streifenförmigen Härtezonen imFIG. 2 shows a section along the line A-A in an enlarged representation in FIG. 1 FIG. 3 shows a plan view of the support surface of a cutting blade according to the invention with strip-shaped hardening zones in FIG
Schneidenbereich Figur4: einen Schnitt entlang der Linie B-B in Figur 3 in vergrößerter Darstellung mit in Längsrichtung der SchneidkanteCutting region Figure 4: a section along the line B-B in Figure 3 in an enlarged view with in the longitudinal direction of the cutting edge
gesehen unterbrochener Zwischenzoneseen intermittent intermediate zone
Figur 5: einen Schnitt parallel zur Schneidkante des Schneidmessers mit in Längsrichtung durchgehender Zwischenzone Figur 6: den Härteverlauf im Schneidenbereich des erfindungsgemäßen Schneidmessers senkrecht zur AuflageflächeFigure 5: a section parallel to the cutting edge of the cutting blade with longitudinally continuous intermediate zone Figure 6: the hardness profile in the cutting area of the cutting blade according to the invention perpendicular to the support surface
Wie aus den Figuren 1 und 2 hervorgeht, weist das Schneidmesser 1, im Ausführungsbeispiel eine Mähklinge, die in an sichAs is apparent from Figures 1 and 2, the cutting blade 1, in the embodiment, a mowing blade, the in itself
bekannter Weise eine annähernd dreieckige Form aufweist und aus einem zwischenstufenvergüteten, hochzähen undknown manner has an approximately triangular shape and from a zwischenstufenvergüteten, hochzähen and
elastischen Werkstoff besteht, in den Schneidenbereichen 2 und 3 der Auflagefläche 4 eine Härtezone 5 auf, die die gesamteelastic material consists, in the cutting areas 2 and 3 of the support surface 4, a hardness zone 5, the entire
Fläche der Schneidenbereiche 2 und 3 erfaßt. Die Dicke der Härtezone 5 entspricht etwa der Größe des Grenzschneidenradius, der bei der maximal zulässigen Schneidenabnutzung vorhanden ist.Surface of the cutting areas 2 and 3 detected. The thickness of the hardening zone 5 corresponds approximately to the size of the cutting edge radius which is present at the maximum allowable cutting wear.
Die Härtezone 5 kann auch, wie sich insbesondere aus der Figur 3 ergibt, gleichmäßig verteilte Abschnitte 6 derThe hardening zone 5 can also, as can be seen in particular from FIG. 3, evenly distributed sections 6 of FIGS
Schneidenbereiche 2 und 3 erfassen, wobei die gehärteten Abschnitte 6 vorzugsweise aus quer zur Schneidkante 7 verlaufenden, parallel zueinander angeordneten Streifen gebildet sind, die mit der Schneidkante 7 einen Winkel α einschließen, der zwischen 90° und der Größe des zwischen der Schneidkante 7 und der Rückenfläche 8 des Schneidmessers 1 eingeschlossenen Winkels β liegt.Cutting edge areas 2 and 3 detect, wherein the hardened portions 6 are preferably formed from transverse to the cutting edge 7, mutually parallel strips formed with the cutting edge 7 form an angle α between 90 ° and the size of between the cutting edge 7 and the Back surface 8 of the cutting blade 1 included angle β is.
Zwischen der Härtezone 5 und dem zwischenstufenvergüteten Grundwerkstoff des Schneidmessers 1 ist eine Zwischenzone 9 angeordnet, in der die Härte stetig vom Wert in der Härtezone 5 auf den Wert des Grundwerkstoffes abfällt.Between the hardening zone 5 and the interstage-tempered base material of the cutting blade 1, an intermediate zone 9 is arranged, in which the hardness drops steadily from the value in the hardening zone 5 to the value of the base material.
Die Figur 6 zeigt den Härteverlauf in den Schneidenbereichen 2 und 3 des erfindungsgemäßen Schneidmessers 1 senkrecht zur Auflagefläche 4. Er ist charakterisiert durch einen Bereich 10 maximaler Härte, der sich über die Dicke der Härtezone 5 erstreckt, einen Bereich 11, der den stetigen Härteabfall in der Zwischenzone 9 vom Wert der Härtezone 5 auf den Wert desFIG. 6 shows the hardness profile in the cutting regions 2 and 3 of the cutting blade 1 according to the invention perpendicular to the bearing surface 4. It is characterized by a region 10 of maximum hardness which extends over the thickness of the hardening zone 5, a region 11 which exhibits the continuous hardening drop in FIG the intermediate zone 9 from the value of the hardness zone 5 to the value of
zwischenstufenvergüteten Grundwerkstoffes zeigt sowie einen Bereich 12, in dem die gleichbleibende Härte desintermediate grade quenched base material shows as well as a range 12, in which the constant hardness of the
Grundwerkstoffes dargestellt ist.Base material is shown.
Soweit die Härtezone 5 streifenförmig in den Schneidenbereichen 2 und 3 des Schneidmessers 1 angeordnet ist, kann dieAs far as the hardness zone 5 is arranged in strips in the cutting areas 2 and 3 of the cutting blade 1, the
Zwischenzone 9 je nach den gewählten Abständen der Härtestreifen in Längsrichtung der Schneidkante 7 gesehen durchgehend oder unterbrochen sein, wie insbesondere aus den Figuren 4 und 5 hervorgeht.Intermediate zone 9, depending on the selected distances of the strips of hardness seen in the longitudinal direction of the cutting edge 7 be continuous or interrupted, as is apparent in particular from Figures 4 and 5.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Härtezone 5 sowie der Zwischenzone 9 erfolgt vorzugsweise durch eine örtlich-zeitlich dosierte Energieübertragung mit Hilfe eines an sich bekannten hochfrequent programmiert abgelenkten Elektronenstrahles und anschließender Selbstabschreckung.The preparation of the hardness zone 5 according to the invention and the intermediate zone 9 is preferably carried out by a spatio-temporally metered energy transfer by means of a known high-frequency programmed deflected electron beam and subsequent self-quenching.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RPI | Change in the person, name or address of the patentee (searches according to art. 11 and 12 extension act) | ||
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| ENJ | Ceased due to non-payment of renewal fee |