DE102008049317B4 - Cutter for a rotary mower, rotary mower with such a cutting blade and method for producing such a cutting blade - Google Patents
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Abstract
Schneidmesser für einen Kreiselmäher mit mindestens einem um eine im Wesentlichen vertikale Achse umlaufenden, trommel- oder scheibenförmigen Rotorkörper, der jeweils schräg nach Außen und unten gerichtete Befestigungselemente, wie einen Ringkragen, aufweist, an welchem die aus Flachmaterial gebildeten Schneidmesser (10) mit einem ersten, radial innen liegenden Endbereich (10A) in einer Lochung (11) zum Befestigungselement schwenkbar gelagert sind und die mit dem anderen, zweiten, radial außen gelegenen Endbereich (10B) bei umlaufendem Rotorkörper radial nach Außen über den Rand des jeweiligen Befestigungselementes vorstehen und zumindest in dem vorstehenden Bereich an beiden im Wesentlichen in radialer Richtung verlaufenden Rändern durch Abschrägungen (12) gebildete Schneidkanten (13) aufweisen, bei dem die Schneidmesser (10) über ihre Gesamtlänge (L) eine Breite (B) aufweisen und quer zu ihrer Längserstreckung entlang einer ersten, radial außen gelegenen Teillänge (L1) eine zusätzliche Härtezone aufweisen, wobei die zusätzliche Härtezone unterteilt ist derart, dass das Schneidmesser quer zu seiner Längserstreckung im Bereich seiner ersten Teillänge über die Breite (B) gesehen drei nebeneinander liegende Zonen (14A, 14B, 14C) unterschiedlicher Härte aufweist, wobei die zwischen den Schneidkanten (13) liegende mittlere, erste Zone (14A) eine geringere Härte als die die Schneidkanten (13) aufweisende seitliche zweite und dritte Zone (14B, 14C) aufweist, wobei das Schneidmesser (10) entlang einer zweiten Teillänge (L2) eine vierte Zone (14D) aufweist, die eine geringere Härte als die die Schneidkanten (13) aufweisenden seitlichen zweiten und dritten Zonen (14B, 14C) besitzt und wobei die vierte Zone (14D) breiter als die erste Zone (14A) ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der ersten Zone (14A) zum freien Messerende hin, insbesondere stetig, abnimmt.Cutting knife for a rotary mower with at least one around a substantially vertical axis rotating drum or disc-shaped rotor body, each obliquely outward and downward fastening elements, such as a ring collar, on which the cutting blade formed from flat material (10) with a first , Radially inner end portion (10A) in a perforation (11) are pivotally mounted to the fastener and projecting with the other, second, radially outer end portion (10B) with rotating rotor body radially outward over the edge of the respective fastener and at least in cutting edges (13) formed by chamfers (12) at both substantially radially extending edges, wherein the cutting blades (10) have a width (B) over their entire length (L) and along one longitudinal extent along their length first, radially outside partial length (L 1) have an additional hardening zone, wherein the additional hardening zone is subdivided such that the cutting knife has three adjacent zones (14A, 14B, 14C) of different hardness, viewed transversely to its longitudinal extension in the region of its first part length across the width (B) the middle, first zone (14A) lying between the cutting edges (13) has a lower hardness than the lateral second and third zones (14B, 14C) having the cutting edges (13), the cutting knife (10) being cut along a second partial length (L2 ) has a fourth zone (14D) having a lower hardness than the lateral second and third zones (14B, 14C) having the cutting edges (13), and wherein the fourth zone (14D) is wider than the first zone (14A), characterized in that the width of the first zone (14A) towards the free end of the knife, especially steadily, decreases.
Description
GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION
Die Erfindung betrifft ein Schneidmesser mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1, einen Kreiselmäher mit einem derartigen Schneidmesser gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 8 sowie ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen Schneidmessers mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Demnach befinden sich die Schneidmesser an einem Rotormäher mit mindestens einem um eine im Wesentlichen vertikale Achse umlaufenden, trommel- oder scheibenförmigen Rotorkörper, der jeweils schräg nach außen und unten gerichtete Befestigungselemente, wie einen Ringkragen, aufweist, an welchem die aus Flachmaterial gebildeten Schneidmesser mit einem ersten, radial innen gelegenen Endbereich in einer Lochung zum Befestigungselement schwenkbar gelagert sind. Die Schneidmesser stehen mit dem anderen, zweiten, radial außen gelegenen Endbereich bei umlaufenden Rotorkörper radial nach außen über den Rand des jeweiligen Befestigungselementes vor. Die Schneidmesser weisen zumindest in dem vorstehenden Bereich an den beiden im Wesentlichen in radialer Richtung oder leicht schräg dazu verlaufenden Rändern durch Abschrägungen gebildete Schneidkanten auf.The invention relates to a cutting blade having the features of the preamble of
TECHNOLOGISCHER HINTERGRUNDTECHNOLOGICAL BACKGROUND
Schneidelemente für Kreiselmäher, die entweder als Trommelmäher oder als Scheibenmäher zum Mähen von Gras, Getreide usw. bekannt sind, werden als Rotorklingen, Kreiselmäherklingen oder Schneidmesser bezeichnet. Sie bestehen aus länglichen Zuschnitten aus härtbarem Flachstahl, insbesondere Federstahl, und weisen eine Dicke von beispielsweise 3 mm auf. Eine Ausführungsform und die Anbringung eines Schneidmessers an dem Ringkragen eines Trommelmähers gehen aus dem
Die
Wie langjährige Beobachtungen zeigen, tragen sich die Schneiden und der Korpus eines Schneidmessers im ersten Drittel der Gesamtlänge während des Mähens ab. Berührungen mit Steinen oder dergleichen verursachen Verformungen und Materialabtragungen. Das mittlere Drittel eines Messers wird auf Biegung beansprucht; im dritten Drittel bezogen auf die Gesamtlänge eines Schneidmessers befindet sich das Befestigungsloch. In
Die Standzeit eines Messersatzes beträgt im Durchschnitt 80 ha; das entspricht in etwa einem Tagwerk, wenn drei Mähwerke mit je acht Trommeln bzw. Scheiben, an deren Ringkragen zwei Schneidmesser befestigt sind, an einen Schlepper angebaut und betrieben werden. Wird ein derartiges Mähverfahren unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten betrachtet, sind dabei nicht nur Kosten und Standzeit der Schneidmesser zu berücksichtigen, sondern auch der Aufwand für Messerwechsel und der damit verbundene Arbeitsausfall auf dem Feld. Ferner verursachen stumpf werdende Schneidmesser einen deutlichen Mehrverbrauch an Kraftstoff.The life of a knife set is on average 80 ha; This corresponds approximately to one day's work, when three mowers with eight drums or discs, are attached to the ring collar two cutting blades are attached to a tractor and operated. If such a mowing method considered from an economic point of view, not only costs and service life of the cutting blade are to be considered, but also the cost of blade change and the associated loss of work in the field. Further cause Blunt cutting blades significantly increase fuel consumption.
Derartige Überlegungen legen es nahe, die Standzeit der Schneidmesser entscheidend zu erhöhen. Zu berücksichtigen ist jedoch, dass sie der Prüfung, die die ISO-Norm 5718:2002 (E) vorschreibt, standhalten. Nach der Unfallverhütungsvorschrift UVV, Abschnitt 3.3, ist diese Norm eine Sicherheitsnorm. Durch eine in allen Einzelheiten festgelegte Biegeprobe nach dieser ISO-Norm wird geprüft, ob die Sprödigkeit in dem besonders hoch auf Biegung beanspruchten, mittlerem Längendrittel eines Schneidmessers so gering ist, dass nach der Prüfung keine Anrisse erkennbar sind. Bei dieser Prüfung wird z. B. ein Schneidmesser mit einer Dicke von < 3,5 mm um einen Innenradius von 16 mm um 75° gebogen.Such considerations make it obvious to increase the life of the cutting blade crucial. However, it has to be considered that it can withstand the test prescribed by ISO standard 5718: 2002 (E). According to the accident prevention regulation UVV, section 3.3, this standard is a safety standard. A specified bending test in accordance with this ISO standard is used to check that the brittleness in the cutting edge, which is particularly highly bent, is so small that no cracks can be seen after the test. In this test z. B. a cutting blade with a thickness of <3.5 mm by an inner radius of 16 mm bent by 75 °.
Nach dieser Norm wird dem Messerhersteller die Auswahl geeigneter Materialgüten überlassen, die Messer müssen jedoch eine Härte von mindestens 45 HRC aufweisen. Die auf dem Markt befindlichen Schneidmesser sind in der Regel auf eine Härte von 47–53 HRC vergütet. Die
Die
Aus der
DARSTELLUNG DER ERFINDUNGPRESENTATION OF THE INVENTION
Davon ausgehend, löst die vorliegende Erfindung das Problem ein gattungsgemäßes Schneidmesser derart auszubilden, dass seine Standzeit erhöht wird und die Sicherheit in Gestalt der sicheren Biegbarkeit gewährleistet ist. Zur Lösung dieses Problems schlägt die Erfindung Schneidmesser mit den Merkmalen des Anspruchs 1, einen Kreiselmäher mit den Merkmalen des Anspruchs 8 sowie ein Herstellungsverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 10 vor. Demnach basiert die Erfindung auf dem Grundgedanken, mindestens eine zusätzliche Härtung im radial außen liegenden Messerbereich vorzunehmen. Nach der Erfindung ist vorgesehen, dass die Schneidmesser quer zu ihrer Längserstreckung entlang einer ersten Teillänge drei nebeneinander liegende Zonen unterschiedlicher Härte aufweisen, wobei die zwischen den Schneidkanten liegende mittlere (erste) Zone eine geringere Härte als die die Schneidkanten aufweisenden seitlichen (zweiten und dritten) Zonen aufweist. Das Schneidmesser weist entlang einer zweiten Teillänge eine weitere, insbesondere vierte Zone auf, die eine geringere Härte als die die Schneidkanten aufweisenden seitlichen (zweiten und dritten) Zonen besitzt. Die vierte Zone ist breiter als die erste Zone.On this basis, the present invention solves the problem of a generic cutting blade in such a way that its life is increased and the safety is ensured in the form of safe flexibility. To solve this problem, the invention proposes cutting blade with the features of
Ein derartiges Schneidmesser gestattet bei entsprechender Rockwell-Härte die geforderte Biegbarkeit auf, ohne dass Risse erkennbar werden. Die im Bereich der ersten Teillänge des Schneidmessers, also in dem Bereich der den Schneidvorgang ausführt, liegende mittlere (erste) Messerzone relativ geringerer Härte stellt sicher, dass auch diese erste, besonders hoch belastete Teillänge des Schneidmessers insgesamt ausreichend gering versprödet, so dass der Biegetest nach der eingangs erwähnten ISO-Norm erfolgreich bestanden wird. Mit derartigen Schneidmessern konnte die Standzeit im Vergleich zu gleichgeformten Schneidmessern aber ohne die unterschiedlich harten Zonen im Mittel um 50% und mehr vergrößert werden.Such a cutting blade allows the required bendability with appropriate Rockwell hardness, without cracks can be seen. The middle (first) knife zone of relatively lower hardness in the region of the first part length of the cutting blade, that is in the region of the cutting process, ensures that even this first, particularly highly loaded partial length of the cutting blade embrittles sufficiently low, so that the bending test successfully passed the ISO standard mentioned above. With such cutting blades, the service life could be increased on average by 50% and more compared to similarly shaped cutting blades but without the different hard zones.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beträgt die Länge der ersten, die drei nebeneinander liegenden unterschiedlich harten Zonen aufweisenden Teillänge L1 des Schneidmessers 20% bis 40% der Gesamtlänge des Schneidmessers, vorzugsweise etwa 1/3 der Gesamtlänge.According to a preferred embodiment of the invention, the length of the first, the three juxtaposed different hard zones having part length L1 of the cutting blade 20% to 40% of the total length of the cutting blade, preferably about 1/3 of the total length.
Während sich das Befestigungsloch bevorzugt etwa im letzten Drittel des Schneidmessers befindet, wird das Schneidmesser im mittleren Bereich, insbesondere im mittleren Drittel der Gesamtlänge besonders auf Biegung beansprucht. Vorzugsweise wird daher die der zweiten Teillänge zugeordnete vierte Zone im mittleren Drittel der Gesamtlänge des Schneidmessers angeordnet. Besonders bevorzugt erstreckt sich die zweite Teillänge L2 des Schneidmessers, welche die vierte Härtezone beinhaltet, sowohl über das mittlere als auch über das letzte Drittel der Gesamtlänge des Schneidmessers, schließt also die Befestigungszone mit ein. Die Breite dieser vierten Härtezone soll größer als die Breite der ersten, zwischen den seitlichen (zweiten und dritten) Zonen liegende erste Härtezone sein. Es ist also grundsätzlich denkbar, dass an einer oder beiden Seitenrändern der vierten Härtezone sich mindestens eine weitere Zone des Schneidmessers befindet, die eine andere (größere oder kleinere) Härte als die vierte Härtezone aufweist. In normalen Anwendungsfällen reicht es aber aus, wenn sich die Breite der vierten Härtezone über die gesamte Schneidmesserbreite erstreckt.While the attachment hole is preferably located approximately in the last third of the cutting blade, the cutting blade is particularly stressed in bending in the central region, in particular in the middle third of the total length. Preferably, therefore, the second partial length associated fourth zone in the middle third of the total length of the cutting blade is arranged. Particularly preferably, the second partial length L2 of the cutting blade, which includes the fourth hardening zone, extends over both the middle and the last third of the total length of the cutting blade, thus including the fastening zone. The width of this fourth hardening zone should be greater than the width of the first first hardening zone lying between the lateral (second and third) zones. It is therefore fundamentally conceivable that at least one further zone of the cutting blade, which has a different (greater or smaller) hardness than the fourth hardening zone, is located on one or both side edges of the fourth hardening zone. In normal applications, however, it is sufficient if the width of the fourth hardness zone extends over the entire cutting blade width.
Die Härte des Schneidmessers in der ersten und in der vierten Härtezone kann durchaus unterschiedlich sein. Bevorzugt wird die Härte der ersten und vierten Härtezone aber gleich groß gewählt. Die Härte der im Bereich der Schneidkanten liegenden zweiten und dritten Härtezone können grundsätzlich zwar unterschiedlich sein, doch wird eine etwa gleiche Härte bevorzugt, insbesondere in der Größenordnung von > 53 HRC, vorzugsweise von 58 HRC und mehr – was auch auf die einheitliche zusätzliche Härtezone der ersten Alternative zutrifft. The hardness of the cutting blade in the first and in the fourth hardness zone may well be different. Preferably, however, the hardness of the first and fourth hardness zones is chosen to be the same. The hardness of the lying in the region of the cutting edges second and third hardness zone may in principle be different, but an approximately equal hardness is preferred, in particular in the order of> 53 HRC, preferably 58 HRC and more - which also applies to the uniform additional hardness zone first alternative applies.
Um ein derartiges Schneidmesser herzustellen, wird das Schneidmesser nach der Formgebung zunächst insgesamt vergütet. Sodann wird das Schneidmesser in den zweiten und dritten Zonen einem flächenmäßig begrenzten zusätzlichem Härtungsschritt unterzogen (Zonenhärten). Je nach gewählter Materialgüte werden Härtewerte von mindestens 53 HRC erzielt. Dabei entstehen Übergangszonen zwischen den besonders gehärteten ersten und zweiten Härtezonen und den übrigen, ersten und vierten, Härtezonen geringerer Härte. Die Übergangszonen von relativ höherer zur relativ niedrigeren Härte werden vorzugsweise so angeordnet, dass sie nicht in den Schneidvorgang einbezogen werden. Solche Übergangszonen weisen Zwischenstufengefüge auf, deren Härten unterhalb derjenigen der Vergütung (erste und vierte Härtezone) liegen können.In order to produce such a cutting blade, the cutting blade is first tempered after shaping first. Then, the cutting blade is subjected to an areal limited additional hardening step in the second and third zones (zone hardening). Depending on the grade of material selected, hardness values of at least 53 HRC are achieved. This creates transition zones between the particularly hardened first and second hardness zones and the remaining, first and fourth, hardness zones of lower hardness. The transition zones of relatively higher to relatively lower hardness are preferably arranged so that they are not included in the cutting process. Such transition zones have interstage structures whose hardnesses can be below those of the tempering (first and fourth hardness zones).
Als besonders vorteilhaftes Verfahren für das Zonenhärten hat sich das Hochfrequenzinduktionsverfahren erwiesen; ebenso ist ein Laserverfahren zum Zonenhärten vorteilhaft. Es ist bei der zweiten Alternative möglich, außer den beiden seitlichen, zweiten und dritten Härtezonen, auch eine zwischen diesen beiden im Messerendbereich sich befindende fünfte Härtezone zusätzlich zu härten. Die Breite der zweiten und dritten Härtezone ist grundsätzlich frei wählbar, so lange dadurch die mittlere (erste) Härtezone nicht allzu stark breitenbeschränkt wird. Die Breite der mittleren (ersten) Härtezone kann variieren. Sie beträgt gewöhnlich 40% bis 60% der Messerbreite, vorzugsweise etwa 50% der Messerbreite und nimmt vom freien Messerende her in Richtung zum Befestigungsende hin, insbesondere stetig, zu.As a particularly advantageous method for the zone hardening, the high frequency induction has proven; Similarly, a laser method for zone hardening is advantageous. It is possible in the second alternative, in addition to the two lateral, second and third hardness zones, to harden additionally between these two in the Messerendbereich located fifth hardening zone. The width of the second and third hardness zones is basically freely selectable, as long as the average (first) hardness zone is not restricted too much. The width of the middle (first) hardness zone may vary. It is usually 40% to 60% of the blade width, preferably about 50% of the blade width and increases from the free end of the knife toward towards the attachment end, in particular steadily, too.
Die vorgenannten sowie die beanspruchten und in den Ausführungsbeispielen beschriebenen erfindungsgemäß zu verwendenden Bauteile unterliegen in ihrer Größe, Formgestaltung, Materialauswahl und technischen Konzeption keinen besonderen Ausnahmebedingungen, so dass die in dem Anwendungsgebiet bekannten Auswahlkriterien uneingeschränkt Anwendung finden können.The above-mentioned and the claimed components to be used according to the invention described in the exemplary embodiments are not subject to special conditions of size, shape, material selection and technical design, so that the selection criteria known in the field of application can be used without restriction.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der – beispielhaft – ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung eines Schneidmessers für einen Kreiselmäher, Kreiselmäher mit einem derartigen Schneidmesser sowie Verfahren zum Herstellen eines derartigen Schneidmessers dargestellt ist.Further details, features and advantages of the subject invention will become apparent from the subclaims and from the following description of the accompanying drawings, in which - a preferred embodiment of the inventive arrangement of a cutting blade for a rotary mower, rotary mower with such a cutting blade and method for manufacturing - such a cutting blade is shown.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGURENBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
In der Zeichnung zeigenIn the drawing show
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELEDETAILED DESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS
Aus der Draufsicht auf ein Schneidmesser nach
Etwa zwei Drittel der Schneidmesserlänge nimmt die eine Zone
Auf diese Weise werden eine hohe Standzeit mit gleichzeitig großer Sicherheit des Schneidmessers gegen Sprödbruch miteinander verbunden.In this way, a long service life combined with great security of the cutting blade against brittle fracture.
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel nach
Das Ausführungsbeispiel nach
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R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: RASSPE SYSTEMTECHNIK GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: RASSPE SYSTEMTECHNIK GMBH & CO. KG, 42929 WERMELSKIRCHEN, DE |
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R082 | Change of representative |
Representative=s name: GROSSE, SCHUMACHER, KNAUER, VON HIRSCHHAUSEN, DE |
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