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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten von einteiligen oder mehrteiligen Scharen oder anderen, mit einer Schneide versehenen Werkzeugen landwirtschaftlicher Geräte mit Hartmetallplättchen oder-platten mittels Lötverbindung. Die Erfindung betrifft außerdem ein entsprechendes Schneidwerkzeug für landwirtschaftliche Geräte, insbesondere ein Schar mit einer Schneide.
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Solche Schneidwerkzeuge sind neben Scharen auch die Scharspitzen allein, Scharblätter oder auch Abstreifer. Derartige Hartmetallplättchen sind z. B. dem Prospekt der Firma Landtechnik Siegler B. V. zu entnehmen. Diese Hartmetallplättchen werden unter hohem Druck gepresst und danach gebrannt. Die so hergestellten Platten oder Plättchen verfügen über einen diamantähnlichen Verschleißwiderstand und werden daher gemäß genanntem Stand der Technik auf die unterschiedlichsten Schneidwerkzeuge auch im Bereich Landtechnik aufgelötet oder aufgeschweißt. Sowohl das Schweißen wie das Löten führen dazu, dass der entsprechende Bereich des Grundteiles an Härte verliert, sodass während der Arbeit Auswaschungen auftreten können. Dies führt zu einer erheblichen Standzeitreduzierung dieser relativ teuren und in der Herstellung aufwendigen Schneidwerkzeuge. Bekannt ist es auch, die Hartmetallplättchen induktiv aufzulöten und danach mit dem gesamten Bauteil zu härten. Aufgrund der unterschiedlichen Wärmeausdehnung der Bauteile treten dann aber Risse in den Hartmetallplättchen selbst oder in den Lötverbindungen auf, sodass sie abbrechen oder abbröckeln können, was häufig zum Verlust dieser Hartmetallteilchen bzw. - plättchen führt. Aus der
DE 631 383 ist ein Verfahren zur Herstellung durch Abschreckung gehärteter Höchstleistungsstahlwerkzeuge mit Hartmetallschneide bekannt. Dieses soll sich dadurch auszeichnen, dass ein Hartmetallstück in das ungehärtete Werkzeug so tief und vollständig eingelassen werden soll, dass es allseitig von einer Metallhülle umgeben wird. Diese soll genügend stark dimensioniert sein, um schädigende Einflüsse des Temperaturwechsels beim Abschrecken des Werkzeugs auf das Schneidenmaterial zu vermeiden. Bearbeitet werden dabei insbesondere Werkzeuge zur verspanenden Verarbeitung, bei denen der Verschleiß auf den Hartmetalleinsatz begrenzt ist. Die
EP 1 346 621 bezieht sich auf einen Zinken für eine Kreiselegge, welcher zum Aufbrechen und Krümeln des Bodens einen Verschleißbereich aufweisen soll. In dessen Kern sollen sich ein oder mehrere stabförmige Hartmetallelemente befinden, die vorzugsweise in dem Zinken eingeschrumpft oder eingelötet sind. Dabei lässt die D2 offen, wie genau das Verfahren zum Löten der Hartmetallspitze ausgestaltet werden soll.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Beschichten von Schneidwerkzeugen der Landwirtschaft und ein solches Schneidwerkzeug zu entwickeln, bei dem vom Herstellungsprozess unbeeinflusste Beschichtungen aus Hartmetall erreicht werden.
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Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch verfahrensmäßig gelöst, dass das Lötmittel vor dem Härtevorgang für das Schar zusammen mit einem oder mehreren Hartmetallplättchen auf dem Schar angeordnet wird, dass dann das Schar mit Lötmittel und Hartmetallplättchen auf die Schmelztemperatur des Lötmittels gebracht wird und dass nach dem Lötvorgang nun die Temperatur von Schar und Hartmetallplättchen auf die Härtungstemperatur gesenkt und das Schar nebst aufgelötetem Hartmetallplättchen dann in Wasser, Öl oder Emulsion abgeschreckt wird, wobei das Lötmittel und insbesondere die Hartmetallplättchen der auf dem Schar abzudeckenden Fläche angepasst geformt und mit dessen Oberfläche verbindbar ausgebildet werden.
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Dadurch, dass das ungehärtete Bauteil auf die Temperatur gebracht wird, die das Lötmittel zum Schmelzen bringt, ist zunächst einmal eine sehr intensive Verbindung zwischen Schar und Hartmetallplättchen gesichert. Danach werden beide gemeinsam so weit abgekühlt, dass das eigentliche Bauteil, das Schar also gehärtet werden kann, ohne dass ein erneuter Aufheizprozess notwendig ist. Mit Erreichen der Härtetemperatur kann das Bauteil abgeschreckt werden, sodass das Problem des unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten keinen Einfluss hat, da sich das Tragteil des Hartmetallplättchen beim Abschrecken nicht so viel zusammenziehen kann wie bei einer Abkühlung bei Raumtemperatur. Der Effekt der unterschiedlichen Wärmeausdehnung bzw. Schrumpfung tritt in diesem Fall somit eigentlich gar nicht auf. Damit erhält man mit Hilfe dieses Verfahrens Bauteile, d. h. Schneidwerkzeuge und insbesondere Schare, deren Hartmetallbeschichtung so fest und „integriert“ ist, dass Auswaschungen und ähnliche Probleme nicht auftreten können. Die Standzeiten derartiger Bauteile sind damit sehr vorteilhaft hoch. Darüber hinaus ist festzuhalten, dass ein Wärmeprozess nur einmal erforderlich ist, nämlich beim Aufheizen auf Löttemperatur. Danach wird nur noch mit der vorhandenen Wärme weitergearbeitet, um auch den Härtevorgang abwickeln zu können. Es ergibt sich somit auch gleichzeitig ein verfahrenstechnisch vorteilhaftes Verfahren.
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Nach einer zweckmäßigen Weiterbildung ist vorgesehen, dass Schar und Hartmetallplättchen nach dem Lötvorgang kontrolliert auf die Härtungstemperatur abgekühlt werden. Damit ist sichergestellt, dass bei Erreichen der Härtungstemperatur beide Teile, d. h. Schar und Hartmetallplättchen etwa das gleiche Temperaturniveau aufweisen. Mit dem Abschreckvorgang und dem Abschluss des Härtens treten dann keine Materialverschiebungen auf, da sowohl das Schar als auch das Hartmetallplättchen um den gleichen Betrag schrumpfen.
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Erfindungsgemäß ist weiter vorgesehen, dass das Lötmittel und insbesondere die Hartmetallplättchen der auf dem Schar abzudeckenden Fläche angepasst geformt und mit dessen Oberfläche verbindbar ausgebildet werden. Durch die entsprechende Formgebung bzw. die Auswahl der entsprechenden die Beschichtung darstellenden Hartmetallplättchen ist sichergestellt, dass auch die wesentlichen, dem hohen Verschleiß unterliegenden Teile der Schare und anderen Schneidwerkzeuge abgesichert eingesetzt werden können. Die Standzeiten können so gezielt beeinflusst und erhöht werden, gleichzeitig ist aber auch ein einwandfreier Erdfluss gewährleistet, d. h. Anbackungen werden in dem Bereich der Hartmetallplättchen und in den Übergangsbereichen weitgehend verhindert.
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Der Verfahrensgang wird kontinuierlich vorteilhaft begünstigt, wenn wie erfindungsgemäß vorgesehen die Hartmetallplättchen und das Lötmittel zunächst mechanisch am Schar festgeklemmt und dann über den Lötvorgang mit dem Schar verbunden werden. Die einzelnen Bauteile können so im entsprechend vorgerüsteten Zustand in den Ofen oder in das sonstige Aufheizgerät gegeben werden, um dann nach Erreichen der Löttemperatur und dem Wirksamwerden der Lötverbindung aus dem Ofen oder sonstigen Gerät herausgenommen und weiterbehandelt zu werden.
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Eine besonders günstige Möglichkeit der Vorab-Verbindung zwischen Hartmetallplättchen und Schar aber auch eine günstige Formgebung eines solchen Schars ist insbesondere dann zu erreichen, wenn das Lötmittel und die Hartmetallplättchen in eine korrespondierend geformte Versenkung im Schar eingelegt und dann über Aufbringen der Löttemperatur mit dem Schar verbunden werden. Diese entsprechenden Versenkungen erlauben ein entsprechendes Festklemmen, sodass die Weiterverarbeitung, d. h. das Hin- und Hertransportieren und das Einlegen oder Einführen in den Ofen erleichtert wird.
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Die erfindungsgemäße Aufgabe wird in Bezug auf das Schneidwerkzeug für landwirtschaftliche Geräte, insbesondere ein Schar mit einer Schneide außerdem dadurch gelöst, dass die Schneide ganz oder teilweise mit einer Hartmetallschicht in Form von aufgelöteten Hartmetallplättchen beschichtet ist und dass das Schneidwerkzeug nach einem Verfahren nach Anspruch 1 hergestellt ist. Damit ist eine entsprechende Formgebung begünstigt bzw. eine Anordnung geschaffen, mit der die entsprechende Hartmetallschicht genau dort aufgebracht werden kann, wo sie sich am besten auswirken kann.
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Um eine möglichst den Erdfluss begünstigende Oberfläche vorzugeben, sieht die Erfindung vor, dass die Aufnahmen als Versenkungen ausgebildet sind. Eine solche Ausbildung kann bei der Herstellung der Schare mit berücksichtigt werden und erfordert somit keinen zusätzlichen Kostenaufwand.
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Für die Durchführung des Verfahrens ist von Vorteil, wenn die Hartmetallplättchen und die notwendigen Lötmittel mit den Scharen oder den anderen Schneidwerkzeugen zusammen transportiert werden können, ohne dass die Gefahr besteht, dass sich beide Teile voneinander lösen. Dies erreicht man vorteilhaft dadurch, dass die Versenkungen bezüglich der seitlichen Begrenzungen und der Tiefe mit den Abmessungen der Hartmetallplättchen korrespondierend ausgebildet sind. Damit können die Hartmetallplättchen und das Lötmittel auch in Form von Flächen in die Versenkungen eingelegt werden und zwar so, dass sie sich selbsttätig nicht wieder daraus herauslösen können. Dann können beide Teile miteinander schon lose „verbunden“ in den Ofen oder das sonstige Gerät hineintransportiert und dort behandelt werden.
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Deshalb ist es besonders günstig, wenn die Abmessungen der Versenkungen und der Hartmetallplättchen so aufeinander abgestimmt gewählt sind, dass die Hartmetallplättchen mit dem Lötmittel, vor allem in Form von Lötmittelblechen in die Versenkungen eingeklemmt werden können.
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Um auch den Transport der Schare und ähnlichen Bauteile zu erleichtern und schließlich um die Montage zu begünstigen ist vorgesehen, dass das Schar mindestens ein Befestigungsteil oder eine Bohrung zum Aufbringen eines Befestigungsteils aufweist, sodass die Befestigung an einem Zinken oder Körperrumpf erleichtert ist.
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Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass aufgrund der geschickten Verfahrensführung unterschiedliche Wärmeausdehnungen der verschiedenen Bauteile praktisch ausgeschlossen werden, sodass Risse in den Hartmetallplättchen selbst oder in der Lötverbindung nicht auftreten können, auch dann, wenn wie bei derartigen Bauteilen notwendig, anschließend ein Härtevorgang durchgeführt wird. Natürlich ist auch ausgeschlossen, dass ein Härtegefälle irgendwo im Bauteil auftritt, vielmehr führt der Härtevorgang zu einem durchgehend gleichharten Bauteil, sodass insgesamt gesehen überraschend optimale Bauteile für Bodenbearbeitungsgeräte zur Verfügung gestellt werden können.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel mit den dazu notwendigen Einzelheiten und Einzelteilen dargestellt ist. Es zeigen:
- 1 ein Schar in perspektivischer Darstellung vor Aufbringen der Hartmetallplättchen,
- 2 das Schar in perspektivischer Darstellung nach Aufbringen der Hartmetallplättchen,
- 3 eine Seitenansicht des Schars entsprechend 1,
- 4 das Schar in Seitenansicht entsprechend 2,
- 5 einen Querschnitt während des Aufbringens der Hartmetallplättchen auf das Schar und nach dem Aufbringen und
- 6 ein Doppelschar mit Hartmetall beschichteten Schneiden in Draufsicht.
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1 zeigt einen Schar 1 in perspektivischer Darstellung, wobei deutlich wird, dass im oberen Bereich eine Befestigungsmöglichkeit, hier eine Bohrung 2 vorgesehen ist. Die Scharoberfläche 3 ist bei diesem gezeigten Bauteil zwar schon vorbereitet, das gesamte Bauteil ist aber ungehärtet. Dort, wo die Schneide 4 ausgebildet sind, sind Aufnahmen 5 in Form von Versenkungen 5' vorgeformt. Diese Versenkungen 5' ermöglichen das Einlegen von Hartmetallplättchen, was in 2 wiedergegeben ist.
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Bei 2 ist das gleiche Schar 1 wiedergegeben, nur dass hier die Hartmetallplättchen 6 in die Versenkungen 5' eingelegt sind und so eine quasi durchgehende Hartmetallschicht 7 ergeben. Das so vorbereitete Schar 1 kann nun in den Ofen eingelegt und auf Löttemperatur gebracht werden, sodass die nötige Verbindung zwischen Hartmetallplättchen 6 und der Oberfläche der Versenkung 5' erreicht wird. Danach erfolgt dann das Abkühlen und anschließende Abschrecken, um den Härtevorgang abzuschließen.
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Die 3 und 4 entsprechen den 1 und 2 insofern, als 3 die Versenkung 5' erkennen lässt, in die nach 4 das Hartmetallplättchen 6 bereits eingelegt ist.
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5 schließlich zeigt einen Schnitt durch das Schar 1, das im oberen Teil die Aufnahme 5 bzw. Versenkung 5' deutlich erkennen lässt, in die zunächst das Lötmittel 10 in Form eines Lötmittelbleches 11 eingelegt wird. Dann wird schließlich das Hartmetallplättchen 6 eingefügt oder aufgelegt, was der untere Teil der Figur wiedergibt. Beide Teile, d. h. das Hartmetallplättchen 6 und das Lötmittelblech 11 sind so bemessen, dass sie nun in der Versenkung 5' eingeklemmt sind und damit gut transportiert werden können. 5 obere Hälfte lässt erkennen, dass die Bemaßung so gewählt ist, dass ein entsprechendes Einklemmen möglich wird.
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Nach 5 unterer Teil steht das eingefügte Hartmetallplättchen 6 entsprechend weit über die Oberkante 12 des Schars 1 vor oder aber über die Scharoberfläche 3, sodass ein Verschleiß der Scharoberfläche praktisch überhaupt nicht auftreten kann, da das Hartmetallplättchen 6 auch mit seinen Kanten erst abschleifen muss, bevor die Gefährdung der Scharoberfläche 3 eintritt.
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Wie schon erwähnt sind die Hartmetallplättchen 6 bzw. die Versenkung 5' so bemessen, dass ein Einklemmen der Hartmetallplättchen 6 erreicht wird. Daher sind die seitlichen Begrenzungen 14, 15 der Versenkung 5' korrespondierend gewählt. In 1 sind die Bezugszeichen 14, 15 daher auch noch gesondert angegeben, wobei auch die untere Begrenzung von 16 von Wichtigkeit ist. Bei dem in 6 gezeigten Flügelschar 25, 27 sind sowohl die Schneidkanten dieser Flügelschare 25, 27 wie auch der Scharspitze 21 entsprechend mit Hartmetallplättchen 6 bzw. 8, 9 versehen. Die Scharspitze 21 ist über das Leitblech 19 mit dem Halm 18 verbunden und zwar über die Befestigungsschraube 20, während die gesonderte Scharspitze 21 mit der Scharspitzenschneide 22 über eine Befestigungsschraube 23 mit dem Halm 18 bzw. dem Befestigungsteil 26 in Verbindung steht, das seinerseits die Flügelschare 25, 27 festhält. Über eine Formschlussverbindung 28 ist die Verbindung zwischen den beiden Scharteilen 21 und 19 vereinfacht. Mit 6 soll verdeutlicht werden, dass die vorbeschriebene Scharausbildung bzw. ein gemäß Verfahren hergestelltes Schar 1 unterschiedliche Formen aufweisen kann, weil über das Verfahren sichergestellt ist, dass auch bei komplizierterem Aufbau eine genaue und sichere Verbindung der Hartmetallschicht 7 mit dem aus anderem Material bestehenden Scharteilen 1, 19, 21 möglich ist.
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Alle genannten Merkmale, auch die den Zeichnungen allein zu entnehmenden, werden allein und in Kombination als erfindungswesentlich angesehen.
