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Die Erfindung betrifft ein blattartiges Messer für ein Schneidwerk einer landwirtschaftlichen Erntemaschine, insbesondere einen Ladewagen oder eine Ballenpresse, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Ein Messer der eingangs genannten Art ist der
EP 3 804 492 A1 zu entnehmen. Das Messer, Klingenblatt genannt, umfasst zwei spitz zulaufende, geradlinige und zueinander spiegelsymmetrisch ausgestaltete Schneiden und einen Befestigungsbereich mit zwei kreisrunden, durchgehenden Öffnungen, mit welchem das Messer auf dem Schneidwerk mittels Schrauben oder Nieten zu befestigen ist. Eine solche Verbindungsart impliziert einen aufwendigen Austausch des abgestumpften oder beispielsweise durch Steinschlag beschädigten Messers.
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Derartige Messer können infolge des Steinschlags auch im Befestigungsbereich deformiert werden, wodurch die Demontage des Messers wesentlich erschwert werden kann.
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In aller Regel weisen Schneidwerke, in denen die genannten Messer eingebaut sind, eine automatische Messersicherung auf. Die Messersicherung bewirkt, dass die Messer aus dem Einzugskanal der Erntemaschine ausschwenken, wenn die eingestellte Haltekraft kleiner ist als die Kraft, mit der das Erntegut oder ein zufälliger Fremdkörper gegen die Schneide des Messers drückt. Die Haltekraft, mit der ein Messer im Einzugskanal gehalten wird, ist einstellbar. Bei relativ hoch eingestellter Haltekraft ist eine hohe Auslösekraft erforderlich, um das Messer aus dem Kanal zu schwenken, bei niedrig eingestellter Haltekraft reicht schon eine relativ kleine Auslösekraft, um das Messer aus dem Kanal zu schwenken. Die Einstellung ist dann optimal, wenn das Messer einerseits bei im Erntegutstrom enthaltenen Fremdkörpern sicher ausschwenkt, andererseits aber auch dann sicher im Kanal gehalten wird, wenn die Erntebedingungen schwierig sind und eine hohe Kraft zum Schneiden des Ernteguts erforderlich ist.
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Wenn die Haltekraft höher eingestellt wird, wird auch die Kraft höher, die auf die Haltearme des Messers einwirkt. Da die Haltekraft im Wesentlichen über die Haltearme in das Messer eingeleitet wird, besteht bei hoch eingestellter Haltekraft die Gefahr, dass die Haltearme des Messers verbiegen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die beschriebenen Nachteile zu beseitigen und eine verbesserte Messerkonstruktion anzugeben, bei der das Risiko von Beschädigungen des Messers, insbesondere in seinem Befestigungsbereich, reduziert ist und ein Verbiegen des Messers vermieden wird. Außerdem soll der Messeraustausch vereinfacht werden.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch Messer für ein Schneidwerk mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Das Messer weist Aufnahmen zur Anbringung am Schneidwerk auf, die zur Außenkontur des Messers hin offen ausgebildet sind, so dass ein Bereich zwischen einer Aufnahme und einem seitlichen äußeren Rand des Messers jeweils einen Haltearm ausbildet. Die genannten Haltearme weisen eine Breite auf, die größer ist, als die Breite der Aufnahme. Dadurch wird die Steifigkeit des Messers, insbesondere im Bereich des Haltearms vergrößert. Das verhältnismäßig zur Aufnahme vergrößerte Ausmaß bzw. die größere Breite des Haltearms, trägt dazu bei, dass im Arbeitseinsatz auch unter schwierigen Bedingungen eine Verformung des Befestigungsbereichs, insbesondere des Haltearms, durch die auf das Messer einwirkenden Kräfte vermieden werden kann.
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Als Breite des Haltearms soll hier ein kürzester Abstand zwischen einem äußersten, seitlichen Punkt am äußeren Rand des Haltearms und einer Innenkontur der Aufnahme verstanden werden.
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Überdies hat es sich als vorteilhaft erwiesen, den Befestigungsbereich mit den darin befindlichen Aufnahmen so zu gestalten, dass die Aufnahmen zur Außenkontur hin offen sind. Das Messer kann so an entsprechenden Befestigungspunkten des Schneidwerks einfach aufgesetzt und dort gesichert werden, sodass ein so befestigtes Messer sich leicht austauschen oder wenden lässt.
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Vorzugsweise ist das ganze Messer einschließlich seiner Aufnahmen spiegelsymmetrisch gegenüber einer zur Messerblattspitze reichenden Mittellinie aufgebaut. Die Orientierung der am Messer angebrachten Schneiden kann jedoch von dieser Spiegelsymmetrie ausgenommen sein. Hintergrund ist, dass unabhängig davon, welche der beiden am Messer vorgesehenen Schneiden sich im Arbeitseinsatz befindet, die Orientierung der in der Regel einseitig angeschliffenen Schneide gleich ausgerichtet sein soll. Daher ist es vorgesehen, die beiden Schneiden unter einem gleichen Schneidenwinkel, jedoch jeweils gegenüber einer anderen planen Oberfläche des Messers schrägzustellen. Ein mit zwei Schneiden ausgestattetes Messer hat den Vorteil, dass die effektive Arbeitszeit des Messers dupliziert werden kann. Des Weiteren ist es vorteilhaft, den beiden Schneiden - in Projektion auf die Flachseite des Messers gesehen - jeweils einen teilhyperbolischen Verlauf zu verleihen, so dass eine von einem Fremdkörper auf das Messer ausgeübte Kraft im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse des ausschwenkenden Messers orientiert ist. Hierdurch wird die Gefahr reduziert, dass der Fremdkörper an der Schneide entlanggleitet und die Schneide über einen größeren Bereich beschädigt.
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Vorzugsweise schließt die Innenkontur der Aufnahme einen Kreisbogenabschnitt ein, dessen Innenmaß bzw. Durchmesser so groß ist, wie die Breite der Aufnahme. Die Aufnahme bildet somit eine Spielpassung mit einem am Schneidwerk vorgesehenen Befestigungsmittel. Das Messer kann somit, wie weiter oben bereits erwähnt, ohne aufwendige Montageschritte in das Schneidwerk eingesetzt werden. Die Messer lassen sich grundsätzlich werkzeuglos, gegebenenfalls unter Zuhilfenahme eines Flacheisen-Hebels ausbauen und bei Bedarf wenden.
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Vorzugsweise geht die Innenkontur jeder Aufnahme in einen bogenförmigen Abschnitt der Außenkontur über, wobei die beiden bogenförmigen Abschnitte sich an einen mittigen, teilkreisförmigen, mit seinem Scheitelpunkt an die Messerblattspitze zeigenden Abschnitt anschließen. Der mittige Abschnitt bildet eine Materialaussparung im Befestigungsbereich des Messers aus.
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Vorzugsweise verläuft der äußere Rand eines Haltearms, von der Schneide beginnend, längs einer geraden Linie bis zum äußersten seitlichen Punkt der Außenkontur und damit des Haltearms und weiter etwa kreisbogenförmig bis zur Aufnahme. Insgesamt weist der Befestigungsbereich des Messers, mit Ausnahme der Aufnahmen eine geometrisch optimierte, ineinander übergehende Außenkontur auf.
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Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen, werden nachstehend mit der Beschreibung von einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt.
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Die Figuren zeigen:
- 1 zeigt ein Messerblatt in Draufsicht auf seine Flachseite;
- 2 zeigt ein Detail „Z“ gemäß 1;
- 3 zeigt einen Schnitt B-B gemäß 1;
- 4 zeigt eine schematische Darstellung eines Teilbereichs einer Erntemaschine mit einem Messer in einer vollständig in den Einzugskanal eingeschwenkten Position P1;
- 5 zeigt den Teilbereich der Erntemaschine gemäß 4 mit einem Messer in einer teilweise aus dem Einzugskanal ausgeschwenkten Position P2;
- 6 zeigt den Teilbereich der Erntemaschine gemäß 4 mit einem Messer in einer vollständig aus einem Einzugskanal ausgeschwenkten Position P3.
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Gleiche oder ähnliche Elemente können in den nachfolgenden Figuren mit gleichen oder ähnlichen Bezugszeichen versehen sein. Ferner enthalten die Figuren der Zeichnung, deren Beschreibung sowie die Ansprüche zahlreiche Merkmale in Kombination. Einem Fachmann ist dabei klar, dass diese Merkmale auch einzeln betrachtet werden oder sie zu weiteren, hier nicht näher beschriebenen Kombinationen zusammengeführt werden können. Die Erfindung erstreckt sich ausdrücklich auch auf solche Ausführungsformen, welche nicht durch Merkmalskombinationen aus expliziten Rückbezügen der Ansprüche gegeben sind, womit die offenbarten Merkmale der Erfindung, soweit dies technisch sinnvoll ist, beliebig miteinander kombiniert sein können. Die in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele haben somit nur beschreibenden Charakter und sind nicht dazu gedacht, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken.
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Die im Weiteren verwendeten Begriffe: „obere“, „oben“, „untere“, „linke“ oder „rechte“ beziehen sich auf die in der Zeichnung dargestellte Form des Messers.
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1 zeigt ein Messer 10 für ein Schneidwerk einer landwirtschaftlichen Erntemaschine. Bei der Erntemaschine kann es sich beispielsweise um einen Ladewagen oder eine Ballenpresse handeln. Das Messer 10, das aufgrund seiner flachen Bauweise auch als Messerblatt bezeichnet werden kann, umfasst einen oberen Schneidenbereich 11 und einen Befestigungsbereich 13. Das Messerblatt ist im Hinblick auf seine Außenkontur 14 - in Draufsicht auf die Flachseite des Messers 10 gesehen - spiegelsymmetrisch gegenüber einer Mittellinie M aufgebaut und weist an seiner linken Seite einen Außenrand 16 und an seiner rechten Seite einen Außenrand 16' auf. Der Schneidenbereich 11 umfasst zwei teilhyperbolisch verlaufende Schneiden 12, 12' mit Schneidezähnen 24. Die Bezeichnung „teilhyperbolisch“ bezieht sich auf zwei steile Kurven, die in eine Messerblattspitze 23 asymptotisch auslaufen und zueinander konvex ausgerichtet sind.
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Der untere Befestigungsbereich 13 des Messers 10 umfasst zwei im Material des Messers 10 eingebrachte Aufnahmen 15, 15', mit denen sich das Messer 10 an nicht dargestellten Befestigungspunkten des Schneidwerks abnehmbar einmontieren lässt.
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Der 1 ist ferner zu entnehmen, dass der Außenrand 16, 16' von der Schneide 12, 12' beginnend zunächst geradlinig schräg nach unten und dann weiter kreisbogenförmig bis zu einer Innenkontur 18, 18' der Aufnahme 15, 15' verläuft. Im Befestigungsbereich 13 ist eine mittige Materialaussparung 28 ausgearbeitet, welche durch einen teilkreisförmigen Abschnitt 22 begrenzt ist, dessen Scheitel 29 in Richtung der Messerblattspitze 23 weist. Dabei schließt sich der teilkreisförmige Abschnitt 22 beidseitig an untere Abschnitte 21, 21' der Außenkontur 14 an.
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1 enthält weiterhin ein Detail „Z“, das in 2 vergrößert dargestellt ist. Das Detail Z zeigt einen Bereich 20 des Messers 10, welcher zwischen der Aufnahme 15 und einem seitlichen Rand 16 des Befestigungsbereichs 13 liegt. Dieser Bereich 20 des Messers 10 bildet einen Haltearm 17 aus. Analog dazu ist auch auf der anderen Seite des Messers 10 zwischen der Aufnahme 15' und dem seitlichen Rand 16' ein Haltearm 17' ausgebildet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die rechte Seite des Befestigungsbereichs 13 spiegelsymmetrisch zur linken Seite ausgebildet, so dass das Messer 10 bei Bedarf aus der Erntemaschine ausgebaut, gewendet und in der gewendeten Position erneut eingebaut werden kann.
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Die Innenkonturen 18, 18' der Aufnahmen 15, 15' sind zur Außenkontur 14 hin offen, so dass das Messer an entsprechenden, hier nicht gezeigten Befestigungspunkten des Schneidwerks eingesetzt und dort gesichert werden kann. Eine solche Ausgestaltung der Aufnahmen 15, 15' vereinfacht den Austausch oder das Wenden des Messers auf dem Messerbalken. Die Innenkonturen 18, 18' der Aufnahme 15, 15' umfassen einen Kreisbogenabschnitt 19, 19', dessen Durchmesser D einer Breite B2 (vgl. 2) der Aufnahme 15, 15' entspricht. Gegenüber den am Schneidwerk befindlichen Befestigungsmitteln bilden die Innenkonturen 18, 18' jeweils eine Spielpassung aus. Mit der Breite B2 der Aufnahme 15, 15' lässt sich das Messer 10 am Schneidwerk abnehmbar einsetzen.
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Ein wichtiges Merkmal der Erfindung ist die verbesserte Dimensionierung des Haltearms 17, 17', die sich genauer anhand der 2 beschreiben lässt. Demgemäß weist der Haltearm 17 eine Breite B1 auf, die die Breite B2 der Aufnahme 15 überschreitet. Die Breite B1 ist definiert als das Maß zwischen zwei zueinander parallel verlaufenden imaginären Tangenten T1, T2. Die Tangente T1 berührt einen äußersten seitlichen Punkt 31 am Außenrand 16 des Haltearms 17. Die Tangente T2 berührt einen an der Innenkontur 18 der Aufnahme 15 liegenden Punkt 32. Die Breite B1 bildet auch einen kürzesten Abstand A von der Innenkontur 18 der Aufnahme 15 zum Außenrand 16.
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Die Breite B1 des Haltearms 17 und der entsprechende Abstand A sind so gewählt, dass auch bei hoch eingestellter Auslösekraft F eine zum Verbiegen des Messers 10 erforderliche Kraft größer ist als die maximal mögliche Auslösekraft. Mit anderen Worten: Es wird sichergestellt, dass das Messer 10 aus dem Einzugskanal 26 ausgeschwenkt wird, wenn eine auf das Messer 10 einwirkende Kraft F so groß ist, das ohne Ausschwenken eine bleibende Verformung oder Beschädigung des Messers 10 droht.
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Wie 3 zeigt, weisen die Schneidezähne 24 der beiden Schneiden 12, 12' im dargestellten Ausführungsbeispiel spitze Schneidenwinkel β, β' auf. Die Schneidezähne 24 sind also gegenüber einer planen Oberfläche 25, 25' des Messers schräggestellt in die Außenkontur 14 des Messers 10 eingebracht.
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Diese Anordnung hat sich als sehr vorteilhaft erwiesen, denn die Schneide 12 ist gegenüber der anderen Schneide 12' hinsichtlich des Schneidenwinkels β, β' abgewandt, wodurch nach dem Wenden des Messers 10 im Arbeitseinsatz der jeweils im Einsatz befindliche Schneidenwinkel ß, ß' gegenüber dem Erntegut in die gleiche Richtung ausgerichtet ist.
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Die 4 bis 6 zeigen schematisch eine Schnittdarstellung eines Teilbereichs einer nicht näher dargestellten Erntemaschine in einer Seitenansicht. Die Erntemaschine umfasst einen Rotor 30, ein an einem Tragrahmen angebrachtes Kanalbegrenzungsblech 27 und einen zwischen Kanalbegrenzungsblech 27 und Rotor 30 ausgebildeten Einzugskanal 26. Im Arbeitseinsatz wird Erntegut in den Einzugskanal 26 gefördert, dort vom Rotor 30 erfasst und von einem aus einer Vielzahl von Messern 10 gebildeten Schneidwerk zerkleinert. Die Messer 10 sind nebeneinander angeordnet und ragen im Arbeitseinsatz durch im Kanalbegrenzungsblech 27 vorgesehene Öffnungen in den Einzugskanal 26 hinein. Die Messer 10 sind mit einer nicht näher dargestellten Messersicherung ausgestattet, die bewirkt, dass bei einer vordefinierten Auslösekraft ein Messer 10 aus einer Halterung gelöst und um einen Drehpunkt 33 aus dem Einzugskanal 26 herausgeschwenkt wird.
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4 zeigt den genannten Teilbereich der Erntemaschine mit einem der Messer 10 in einer ersten, vollständig in den Einzugskanal 26 eingeschwenkten, Position P1. In dieser Position P1 schneidet das Messer mit der Schneide 12 das vom Rotor 30 durch den Einzugskanal 26 geförderte Erntegut. Die Schneide 12' ist dem Erntegutstrom abgewandt und befindet sich nicht im Arbeitseinsatz. Ist die Schneide 12 beschädigt oder stumpf geworden, kann das Messer 10 gewendet und die Schneide 12' zum Einsatz gebracht werden.
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Ist im Erntegut ein Fremdkörper, beispielsweise ein Stein, enthalten, so wird dieser mit dem Erntegut durch den Einzugskanal 26 in Richtung der Messer 10 gefördert und übt dort eine Kraft F auf das Messer aus. Überschreitet die Kraft F die vordefinierte Auslösekraft, so wird das Messer 10 aus der Position P1 über eine Position P2 (vgl. 5) in eine vollständig aus dem Einzugskanal 26 ausgeschwenkte Position P3 (vgl. 6) geschwenkt. Dabei bewegt sich das Schneidmesser 10 um die Aufnahme 15 herum in Drehrichtung R (vgl. 5) aus dem Einzugskanal 26 heraus. Das Messer 10 und insbesondere die Haltearme 17, 17' sind so konzipiert, dass auch bei auf einen Maximalwert eingestellten Auslösekraft keine bleibende Verformung des Messers 10 und insbesondere der Haltearme 17, 17' erfolgt. Das Messer 10 wird vielmehr aus dem Einzugskanal 26 geschwenkt, bevor eine solche bleibende Verformung erfolgt.
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Beispiel einer Dimensionierung:
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Die Haltearme 17, 17' des Messers 10 haben im dargestellten Ausführungsbeispiel eine Breite B1 von 33 mm. Die Breite B2 der Aufnahmen 15, 15' beträgt 26 mm. Die Haltearme 17, 17' sind im dargestellten Ausführungsbeispiel somit 7 mm breiter als die Aufnahmen 15, 15. Der Befestigungsbereich 13 hat eine Gesamtbreite von 327 mm. Das Messer 10 hat eine Dicke von 5 mm.
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Der E-Modul des Materials (vergüteter Stahl) beträgt 22 000 N/mm2. Dieser Wert des E-Moduls mit einem vergrößerten Abstand zwischen den Punkten 31, 32 sorgt für ausreichende Steifigkeit und Flachheit des Messers bei starken Belastungen während des Betriebes der Erntemaschine.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Messer
- 11
- Schneidenbereich
- 12, 12'
- Schneide
- 13
- Befestigungsbereich
- 14
- Außenkontur
- 15, 15'
- Aufnahme
- 16, 16'
- Außenrand
- 17, 17'
- Haltearm
- 18, 18'
- Innenkontur (von 15, 15')
- 19, 19'
- Kreisbogenabschnitt
- 20
- Bereich
- 21, 21'
- unterer Abschnitt
- 22
- teilkreisförmiger Abschnitt
- 23
- Messerblattspitze
- 24
- Schneidezähne
- 25, 25'
- Oberfläche
- 26
- Einzugskanal
- 27
- Kanalbegrenzugsblech
- 28
- Materialaussparung
- 29
- Scheitel (v. 22)
- 30
- Rotor
- 31
- Berührungspunkt (von T1 und 16)
- 32
- Berührungspunkt (von T2 und 19)
- 33
- Drehpunkt (von 10)
- A
- Abstand (= B1)
- β, β'
- Schneidenwinkel
- B - B
- Schnitt
- B1
- Breite (von 17, 17')
- B2
- Breite (von 15, 15')
- D
- Durchmesser (von 15, 15')
- F
- Kraft
- M
- Mittellinie
- P1, P2, P3
- Positionen (von 10)
- R
- Drehrichtung (von 10)
- T1, T2
- Tangente
- Z
- Ausschnitt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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