DE3919934A1 - Verfahren zur herstellung der schneidschraegen an messerklingen von maehwerken - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung der Schneidschrägen an Messerklingen von Mähwerken, insbesondere von Mähmesserklingen für Erntemaschinen.

Derartige Klingen werden für hin- und hergehende Mähmesser in etwa dreieckiger Grundform mit in einem Winkel zuein­ ander verlaufenden und einseitig angeschliffenen Schneid­ schrägen bei nahezu allen Halmgut-Erntemaschinen eingesetzt. Daneben werden bei Rotationsmähwerken auch Klingen in recht­ eckiger Grundform mit parallel zueinander verlaufenden Schneidschrägen eingesetzt. Bei den letztgenannten Klingen ist jeweils nur eine Schneide der Klinge im Einsatz, je nach Drehrichtung des Rotors. Da das erfindungsgemäße Ver­ fahren nur jeweils die Herstellung der Schneidschrägen be­ trifft, ist das Verfahren für nahezu alle Mähklingen ge­ eignet, besonders aber für die Klingen von oszillierend arbeitenden Mähmessern. In der nachfolgenden Beschreibung wird der Einfachheit halber nur auf derartige Klingen Bezug genommen.

Die Schneiden dieser Messerklingen wirken mit den am Messer­ balken befestigten Mähfingern zusammen, die die Gegen­ schneiden bilden und in der Regel eine über der eigentlichen Gegenschneide liegende Fingerlippe besitzen, die das Schnitt­ gut gegen die Messerklinge abstützen, damit sich die Halme nicht flach legen, bevor sie abgeschnitten werden. Es besteht indessen immer noch die Gefahr, daß einzelne Halme sich zwi­ schen Gegenschneide und Messerklinge quetschen und letztere von der Gegenschneide abheben.

Um bei den häufig sehr breiten Mähwerken mit einer Vielzahl von Messerklingen für den Schnittvorgang möglichst wenig Kraft aufzuwenden, versucht man, dünne Klingen zu ver­ wenden. Das hat indessen wiederum den Nachteil, daß die Klingen bei starker Belastung verbogen und von der Gegen­ schneide abgehoben werden.

Andererseits haben dickere Klingen den Nachteil, daß von der relativ steilen Schneidschräge abgeschnittene Halme unter die Fingerlippe gezogen und dort eingeklemmt werden. Ein solches Einklemmen belastet das Mähmesser ganz erheblich, da sich die Kräfte, die pro Klinge benötigt werden, mit der Anzahl der verwendeten Klingen summieren.

Wird andererseits die Schneidschräge der Messerklingen so flach gewählt, daß das Schnittgut von der Fingerlippe leicht über diese geschoben wird, dann ist andererseits die Schnittkante so dünn, daß sie bei dem rauhen Betrieb auf dem Felde leicht ausbricht. Besonders bei den neuerdings vielfach verwendeten gezahnten Klingen brechen die dann sehr dünnen Zahnspitzen ab, wodurch die Schnittleistung ganz erheblich beeinträchtigt wird.

Bei solchen gezahnten Klingen, das sind Klingen, bei denen die Schneidschräge Einkerbungen aufweist, ist die Gefahr, daß Halme unter die Fingerlippe gezogen werden, ganz be­ sonders groß. Aus herstellungstechnischen Gründen war es bisher sehr schwierig, die Zahnung nur an der Schneidkante der Messerklinge anzuordnen und die restliche Schneid­ schräge frei von Einkerbungen zu halten.

Üblicherweise bewirken die auf der Schneidschräge vorge­ sehenen Einkerbungen und die dadurch auf dieser gebildete Rillung in besonderem Maße ein Einklemmen der Halme unter der Fingerlippe: Eine flacher ausgebildete, gerillte Schneidschräge ist aber abgesehen von der vorstehend bereits abgehandelten Gefahr des Abbrechens der dünnen Zahn­ spitzen auch fertigungstechnisch außerordentlich schwierig zu verwirklichen.

Ein weiterer Nachteil bei den sogenannten "oben gezahnten" Klingen ist, daß dann, wenn die eingepreßten, bzw. einge­ schlagenen Zahnkerbungen bis zur oberen Fläche der Klinge reichen, eine Anrißgefahr für die zweckmäßigerweise bis zur maximalen Möglichkeit gehärteten Klingen entsteht. Nachteilig ist auch, daß bei sehr grober Zahnteilung, die besonders bei Getreide- und Sojabohnenmähwerken zweckmäßig eingesetzt wird, Sandkörner immer in der gleichen Richtung aus den Einkerbungen heraus über das Klingenblatt geführt werden und zusammen mit dem feinen Staub die Einkerbungen über das ganze Klingenblatt verlängern.

Hierdurch entsteht nicht nur eine zusätzliche Bruchgefahr, sondern es wird auch geschnittenes Erntegut am Abfließen nach hinten gehindert. Es hat sich gezeigt, daß diese durch­ gehenden Einkerbungen bei sandigen Böden bereits in weniger als 100 Betriebsstunden entstehen.

In der DE-OS 21 26 944 ist eine Klinge beschrieben, die durch Verformung des ganzen Klingenblattes eine zur Schneidschräge gerichtete Abstufung erhält. Diese Verformung dient der Selbst­ schärfung der Klinge und hat den Nachteil, daß die Klinge von der eigentlichen Schnittebene aus gerechnet nahezu die doppelte Materialstärke aufweist. Sie ist daher nur für Mähsysteme geeignet, bei denen die Klinge nicht in einem Klingenspalt geführt wird, da sonst das Schnittgut mehr noch als bei herkömmlichen flachen Klingen in den Klingenspalt gezogen wird.

Den gleichen Nachteil weist die Klinge nach der US-Patent­ schrift 5 52 665 auf. Auch diese ist im Klingenblatt abge­ stuft verformt. Einen weiteren Nachteil haben derartige Klingen dadurch, daß die Klingenunterseite eine rundum geschlossene Aushöhlung aufweist, in die sich bei ver­ schiedenen Erntegütern der Saft der geschnittenen Halme mit Erde vermischt, festsetzt und das Mähmesser bis zum Blockieren schwergängig macht.

In der US-Patentschrift 5 13 834, aus dem Jahre 1894 ist eine Klinge beschrieben, die Einkerbungen auf der Unterseite auf­ weist. Derartige Klingen werden nur noch selten eingesetzt und mehr und mehr von den "oben gezahnten" Klingen abgelöst. Der Anschliff dieser beschriebenen Klinge ist als Hohlschliff ausgeführt, der dazu dienen soll, daß sich die Klinge leichter nachschleifen läßt. Im Prinzip gleich ist eine Klinge, die in der englischen Patentschrift 10 893 aus dem Jahre 1895 beschrieben ist. Auch hier wird der Anschliff als Hohl­ schliff ausgeführt, um ein einfacheres Nachschleifen zu bewirken.

Diese Art Hohlschliff aber konnte sich nicht durchsetzen, da dieser funktionell den entscheidenden Nachteil aufweist, daß das geschnittene Erntegut im konkaven Anschliff am Abfließen gehindert wird und sich ebenfalls Saft des ge­ schnittenen Gutes mit Erde vermischt, in der hohlen Rinne festsetzt und den Schnittvorgang ganz entscheidend stört.

In der eigenen deutschen Patentanmeldung P 32 08 270.3-23 ist eine Klinge beschrieben, deren Anschliff in zwei Bereiche mit unterschiedlichen Anschliffwinkeln unterteilt ist oder aber konvex gewölbt ist.

Die Schneidkante ist steiler ausgeführt, um möglichst stabile Zähne bei "oben gezahnten" Klingen zu erreichen und der sich anschließende Anschliffbereich ist sehr viel flacher ausgeführt, um die genannten Nachteile abzustellen. In der Praxis hat sich gezeigt, daß Klingen mit derartigem Anschliff in der Zahnung stabiler sind, geschnittenes Erntegut sehr viel weniger in den Klingenspalt gezogen wird und dadurch viel leichter nach hinten abfließt; die Klingen sehr viel leichtgängiger sind, da der Anschliff insgesamt die Charakteristik eines sehr flachen Anschliffes aufweist, und die Bruchgefahr bei den "oben gezahnten" Klingen ganz ent­ scheidend gemindert ist, weil die Einkerbungen für die Zahnung nicht über die ganze Dicke der Klinge ausgeführt sind.

Der Nachteil dieser Klinge aber liegt im fertigungstechnischen Bereich. Die Anschliffschräge muß nämlich durch einen Schleifvorgang angebracht werden, d.h. entweder vor oder nach dem Einpressen der Zahnkerben bzw. bei der Verwirklichung von zwei unterschiedlichen Anschliffschrägen. Schleifar­ beiten aber sind relativ teuer und die Entsorgung der er­ heblichen Mengen Schleifstaub der beim Trockenschliff sehr gesundheitsschädlich ist und deshalb mit aufwendigen Filteranlagen abgefiltert werden muß und beim Naßschleifen als Sondermüll anfällt, ist sehr kostenintensiv.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein neues Verfahren zur Herstellung der Schneidschrägen an Messerklingen von Mähwerken zu schaffen, die aus zwei Zonen mit unterschied­ lichen Anstellwinkeln in bezug auf die Klingenblattebene bestehen und die bevorzugt den Messerklingen nach der eigenen Patentanmeldung P 32 08 279.3-23 entsprechen, bei dem die Schleifarbeiten wesentlich reduziert sind.

Gelöst wird diese Aufgabe mit einem Verfahren der vor­ stehend definierten Art, das dadurch gekennzeichnet ist, daß in einem ersten Prägevorgang in den Klingenrohling parallel zur vorgesehenen Schneidkante die sich zur oberen Klingenebene erstreckende Zone der Schneidschräge einge­ preßt wird und in einem folgenden Prägevorgang, die sich zur Schneidkante erstreckende Zone angeformt wird und dann der über die untere Klingenblattebene herausragende Präge­ teil abgeschliffen wird.

Bei einem solchen Verfahren ist die Schleifarbeit ganz wesentlich reduziert und darüberhinaus wird auch bei dem Rohling wesentlich weniger Rohmaterial benötigt. Das er­ findungsgemäße Verfahren ist somit wesentlich wirtschaft­ licher und vor allem auch umweltfreundlicher, weil wesentlich weniger Schleifstaub anfällt, der - wie vorstehend bereits vermerkt - Probleme in bezug auf die Beseitigung ergibt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird im ersten Prägevorgang parallel zur vorge­ sehenen Schneidkante eine keilförmige Rinne in den Rohling eingepreßt, deren eine Rinnenflanke die sich entlang der oberen Klingenebene erstreckende Zone bildet und dann in einem zweiten Prägevorgang die freistehende Rippe der keil­ förmigen Rinne zu der zur Schneidschrägenzone geformt wird.

Bei einer solchen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens ergibt sich für das beim Prägevorgang verformte Material die Möglichkeit zur Seite auszuweichen und somit die Rippe zu bilden, die dann im zweiten Prägevorgang zur Schneidschrägenzone verformt wird. Dabei verbleibt für die Schleifarbeiten lediglich der über die untere Klingenblatt­ ebene herausragende Prägeteil, der bei dem vorstehend be­ schriebenen zweistufigen Prägeverfahren durch entsprechende Dimensionierung relativ klein gehalten werden kann, so daß keine wesentlichen Schleifarbeiten und somit auch kein wesentlicher Anfall an Schleifstaub entsteht.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vor­ liegenden Erfindung werden in die zur Schneidkante hin gerichtete Zone gleichzeitig mit dem formgebenden Prägevor­ gang oder in einem nachgeschalteten Prägevorgang Einkerbungen eingepreßt.

Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die zur Schneidkante ge­ richtete Zone der Schnittschräge mit einem steileren Anstell­ winkel zur Klingenebene angeformt wird als die beim ersten Prägevorgang gebildete Zone. Eine solchermaßen ausgebildete Schneidschräge an Messerklingen erweist sich im praktischen Einsatz als besonders vorteilhaft und darüberhinaus ergeben sich bei einer solchen Ausführungsform auch besondere Vorteile, wenn in die zur Schneidkante hin gerichtete Zone Einkerbungen angebracht werden, wie nachfolgend noch im einzelnen erläutert wird.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird durch entsprechende Ausbildung des Prägestempels 20 zwischen den beiden parallel zueinander verlaufenden Schneidschrägenzonen eine in etwa zur Klingenebene parallel verlaufende Abstufung ausgeformt.

Eine solche Ausführungsform zeigt im praktischen Einsatz besondere Vorteile, die nachfolgend noch im einzelnen erläutert werden.

Das Verfahren wird nun an Hand der Zeichnungen näher erläutert.

Da die Grundform der Klinge für die Beschreibung des Ver­ fahrens ohne Bedeutung ist, - es können die Schneiden aller möglichen Klingenformen nach diesem Verfahren gefertigt werden -, beschränkt sich die zeichnerische Darstellung auf die Querschnitte der Klingen im Bereich der Schneidschrägen.

In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 eine Prägeanordnung bei einem herkömmlichen Präge­ vorgang.

Fig. 2 einen Klingenrohling wie er nach dem herkömmlichen Prägevorgang erhalten wird.

Fig. 3 eine fertige Schneidschräge wie sie nach dem her­ kömmlichen Prägevorgang gemäß Fig. 1 und 2 er­ halten wird.

Fig. 4 die Prägeanordnung gemäß dem erfindungsgemäßen ersten Prägevorgang.

Fig. 5 einen Klingenrohling nach dem ersten Prägevorgang gemäß Fig. 4.

Fig. 6 die Prägeanordnung gemäß dem erfindungsgemäßen zweiten Prägevorgang.

Fig. 7 einen Klingenrohling nach dem zweiten Prägevorgang gemäß Fig. 6.

Fig. 8 eine besonders vorteilhafte Prägeanordnung für den erfindungsgemäßen ersten Prägevorgang.

Fig. 9 einen Klingenrohling nach dem ersten Prägevorgang gemäß Fig. 8.

Fig. 10 eine Prägeanordnung für den zweiten Prägevorgang des Klingenrohlings nach Fig. 9.

Fig. 11 einen Klingenrohling wie er nach dem zweiten Prägevorgang nach Fig. 10 erhalten wird.

Fig. 12 eine fertige Schneidschräge einer Messerklinge, die nach dem Prägevorgang nach Fig. 8 und 10 und dem erforderlichen Fertigschleifen erhalten worden ist.

Nach dem herkömmlichen Prägevorgang liegt der Klingenrohling 1 auf einer Matritze 2, die entlang der zu formenden Klingen­ schneide die abgeschrägte Kante 3 aufweist. Der Prägestempel 4 wird in Richtung des Pfeiles 5 auf den Klingenrohling gepreßt. Dabei wird Material nach außen und unten in den Freiraum 6 der Matritze 2 gedrückt. Der Prägestempel kann auf seiner Präge­ seite glatt sein, hat aber zur Herstellung der von oben ge­ zahnten Klingen auf der Prägeseite Einkerbungen, die das Negativ zu der Klingenzahnung darstellen. Die Zahnung selbst ist auf den Zeichnungen nicht dargestellt, da diese für die Verdeut­ lichung des Verfahrens ohne Bedeutung ist.

Nach dem Prägevorgang hat sich die Schneide der Klinge im Quer­ schnitt gesehen nach Fig. 2 ausgebildet. Die Rippe 7 hat sich entlang der ganzen Schneidkante unter der unteren Ebene des Klingenrohlings in den Freiraum 6 herausgedrückt und muß nach dem Prägevorgang bzw. nach dem Härten der Klingen abgeschliffen werden.

Der beschriebene bekannte Prägevorgang bewirkt die relativ steile Ausbildung der Schnittschräge 8. Würde der Stempel 4 mit flacherem Prägewinkel eingesetzt, müßte der Freiraum 6 in der Matritze entsprechend größer gewählt werden, um bei der Prägung der von "oben gezahnten" Klingen die Einkerbungen in der Schnittschräge 8 so ausreichend tief auszupressen, daß nach dem Abschleifen der Rippe 7 auch die Zahnung in der Schnittkante 9 erreicht wird.

Auch müssen für eine derart flache Ausprägung erheblich höhere Preßdrucke eingesetzt werden. Ein weiterer Nachteil ist, daß eine sehr flache Schnittschräge 8 auch eine sehr dünne und daher unstabile Schnittkante 9 bewirkt.

Um dennoch die Vorteile der flachen Schnittschräge mit den Vorteilen einer stabilen Schnittkante zu kombinieren, wird nach der eigenen Patentanmeldung P 32 08 270.3-23 der Bereich 10 der Schnittschräge nach Fig. 3 abgeschliffen. Das führt zu den eingangs erwähnten Nachteilen dieses Verfahrens.

Es hat sich nun gezeigt, daß das gewünschte Profil der Schnitt­ schräge durch zwei verschiedene Prägevorgänge erreicht werden kann.

Im ersten Prägevorgang liegt die Klinge 11 auf dem flachen Amboß 12. Der Prägestempel 13 hat eine sehr flache Präge­ schräge. Mit dieser flachen Prägeschräge erhält nun der Klingenrohling eine erste Prägepressung, die den Querschnitt der Schneidschräge, wie in Fig. 5 dargestellt, formt.

Beim zweiten Prägevorgang nach Fig. 6 hat der Prägestempel 14 eine sehr viel steilere Prägeschräge als der Stempel im ersten Prägevorgang und formt die zur Klingenebene sehr viel steilere Zone 16 aus. Dabei wird Material in den Freiraum 17 der Matritze 18 gepreßt und es entsteht die untere Rippe 19, die aber sehr viel weniger Material aufweist, als die nach dem herkömmlichen Verfahren erhaltene Rippe 7 gemäß Fig. 2. Es wird somit durch die mehrstufige Prägung sehr viel weniger Schleifarbeit notwendig als bei dem bekannten Verfahren.

Es hat sich nun gezeigt, daß gemäß einer weiteren Ausge­ staltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ein weiterer Vor­ teil dadurch entsteht, daß beim ersten Prägevorgang der Prägestempel 20 eine keilförmige Prägekontur aufweist (Fig. 8).

Der Klingenrohling 21 liegt dabei ebenfalls auf dem flachen Amboß 22 und beim Prägevorgang wird Klingenmaterial von einer Prägeflanke nach außen gedrückt. Dabei entsteht im Klingen­ rohling entlang der vorgesehenen Schneidschräge die Rinne 23 mit den beiden Flanken 24 und 25. Die Flanke 25 erhält dabei bereits den gewünschten flachen Winkel zur Klingenebene.

Durch die keilförmige Prägung ist die nach außen geneigte Rippe 26 entstanden. Beim zweiten Prägevorgang preßt nun der Prägestempel 27 mit seiner steileren Prägeschräge die Rippe 26 zu der steileren Schneidschrägenzone 28 aus. Durch die Wahl der Preßkraft und der Abmessung der Aussparung 29 in der Matritze 30 geht die Zone 28 nach dem Preßvorgang ent­ weder unmittelbar in die flachere Zone 25 über oder aber zwischen den Zonen 28 und 25 entsteht die Abstufung 31.

Es hat sich gezeigt, daß die Abstufung zwischen den Zonen 28 und 25 verschiedene, ganz entscheidende Vorteile, besonders bei den "oben gezahnten" Schneidschrägen hat. Die Ein­ kerbungen, die zur Herstellung von "oben gezahnten" Klingen notwendig sind, laufen aus, ehe sie die Zone 25 erreichen. Das Klingenblatt bleibt wesentlich stabiler, abgeschnittene Halme gleiten sehr viel leichter zur oberen Klingenebene ab und Sand bzw. Erdteilchen können leichter aus den Ein­ kerbungen herausgleiten. Auch kann beim zweiten Prägevorgang die Rippe 33, zur endgültigen Ausprägung der Schneidkante, sehr viel kleiner sein und es fällt sehr viel weniger Schleifarbeit an.

Während also nach dem Verfahren nach der eigenen Anmeldung P 32 08 270.3-23 die in Fig. 2 und 3 gezeichneten Bereiche 7 und 10 durch Schleifen abgetragen werden müssen, ist dies nur noch die Rippe 19 bzw. 33 nach dem erfindungsgemäßen Verfahren. Außerdem betragen die Kosten für einen zweiten Prägevorgang nur einen Bruchteil von denen eines Schleif­ vorganges, und werden durch den geringeren Materialeinsatz, der immerhin je nach Klingenform und Klingenstärke zwischen 4 und 6% beträgt, nahezu aufgefangen. In einem Doppelwerk­ zeug oder Folgewerkzeug in dem beide Ausprägungen in einem Hub durchgeführt werden, entfallen die Kosten für den zusätzlichen Prägevorgang ganz.

Claims (6)

1. Verfahren zur Herstellung der Schneidschrägen an Messer­ klingen von Mähwerken, die aus zwei Zonen mit unter­ schiedlichen Anstellwinkeln in bezug auf die Klingen­ blattebene bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß in einem ersten Prägevorgang in den Klingenrohling parallel zur vorgesehenen Schneidkante die sich zur oberen Klingenebene erstreckende Zone (15) der Schneid­ schräge eingepreßt wird und in einem folgenden Präge­ vorgang die sich zur Schneidkante erstreckende Zone (16) angeformt wird und dann der über die untere Klingenblatt­ ebene herausragende Prägeteil abgeschliffen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im ersten Prägevorgang parallel zur vorgesehenen Schneidkante eine keilförmige Rinne (23) in den Roh­ ling eingepreßt wird, deren Rinnenflanke (25) die sich entlang der oberen Klingenebene erstreckende Zone bildet und in einem zweiten Prägevorgang die freistehende Rippe 26 der keilförmigen Rinne zu der Schneidschrägen­ zone (28) geformt wird.

3. Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in die zur Schneidkante hin gerichtete Zone (16) bzw. (28) gleichzeitig mit dem formgebenden Prägevorgang Einkerbungen eingepreßt werden.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in einem nachgeschalteten Prägevorgang Einkerbungen in die zur Schneidkante hin angeformte Zone (16) (28) eingepreßt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Schneidkante hin gerichtete Zone (16) (28) der Schnittschräge mit einem steileren Winkel zur Klingen­ ebene angeformt wird als die beim ersten Prägevorgang gebildete Zone (15) (25).

6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Zonen (15) und (16) bzw. (25) und (28) eine in etwa zur Klingenebene parallel verlaufende Abstufung (31) ausgeformt wird.