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Diese
Erfindung betrifft einen Scherbalken für einen Futtermähdrescher.
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Beim
Ernten von Futtermaterial, wie beispielsweise Gras, Mais und anderen
stehenden Pflanzen, wird das Pflanzenmaterial zuerst nahe am Boden
von seiner Wurzel abgeschnitten und daraufhin in den Futtermähdrescher
und zu einem Rotationsschneider befördert. Der Rotationsschneider
ist typischerweise eine Trommel, die eine Reihe von Messern trägt, deren
Zweck darin besteht, die Ernte, die in den Mähdrescher befördert wird,
fein zu zerhacken. Der Scherbalken ist so angeordnet, dass sich die
Messer dem Scherbalken bei Gebrauch aufeinanderfolgend in einem
Winkel nähern,
um den Mais oder eine andere Ernte durch eine scherenartige Wirkung
an der Kante des Scherbalkens zu zerschneiden. Die Kante des Scherbalkens
wirkt somit für
die Messer des Rotationsschneiders als festes Gegenmesser.
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Wenn
das Pflanzenmaterial in die Maschine befördert wird, wird es über die
obere Oberfläche
des Scherbalkens geleitet und nutzt diese ab. Der Schneidvorgang
und Erntefluss an der Schneidkante des Scherbalkens tragen ebenfalls
zur Abnutzung und Abstumpfung der Kante des Scherbalkens bei. Abhängig von
dem Pflanzenmaterial, das geerntet wird, kann in einem relativ kurzen
Zeitraum ein bedeutender Verschleiß stattfinden. Dieser kann
durch Sand und Splitt an den Blättern
und Stängeln
der Ernte verschlimmert werden.
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Als
Verfahren zur Vermeidung oder Verlangsamung des Verschleißes hat
die Industrie eine verschleißfeste
Beschichtung (Plattierung), die als Aufschweißung bekannt ist, auf die obere
Oberfläche des
Scherbalkens aufgetragen, wobei sich diese Aufschweißung zur
Schneidkante erstreckt. Beispielsweise wurde eine obere Beschichtung
aus Wolfram oder Chromkarbid oder eine andere karbidbasierte Aufschweißung im
Bereich von einer Dicke von 1 bis 2 mm verwendet. Ein Scherbalken
dieses Typs ist beispielsweise aus US-A-4 428 260 bekannt.
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Wenn
die obere Beschichtung der Aufschweißung auf die gewünschte Größe des fertiggestellten
Teils geschliffen oder bearbeitet ist, stellt sie für die Messer
an der Trommel eine rechtwinklige Kante bereit, gegen die geschnitten
wird. Sie bietet ebenfalls einen bedeutenden Verschleißschutz
gegen Erosion, die durch ein großes Volumen scheuernden Pflanzenmaterials
verursacht wird, das über die
Oberseite des Scherbalkens geführt
wird. Die scharfe rechteckige Kante ist für die Verringerung der Belastung
auf die Maschine, die erforderlich ist, um die Ernte zu schneiden,
und ebenfalls für
die Verlängerung
der Lebensdauer des Messers und des Scherbalkens von Bedeutung.
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Ein
Problem bei dieser Konstruktion besteht in der Bildung einer Verschleißrinne an
der vertikalen Seite des Scherbalkens unterhalb der Schneidkante der
verschleißfesten
Beschichtung. Diese Verschleißrinne
erscheint in dem Hauptkörper
des Scherbalkens, der typischerweise aus einem Schmiedestahl, einem
Kohlenstofflegierungsstahl mittlerer Güte mit einer relativ geringen
Härte oder
einem unlegierten Kohlenstoffstahl geringer Härte hergestellt ist. Wenn der
verschlissene Bereich an Tiefe und Größe zunimmt, wird die Schneidkante
der Beschichtung von unten nicht mehr gestützt und steht frei von dem
Hauptkörper
des Scherbalkens hervor. Die nicht gestützte Beschichtung kann abbrechen, wenn
Gegenstände,
wie beispielsweise Steine oder Fremdkörper, die von dem Mähdrescher
aufgenommen werden, darauf aufprallen.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, dieses Problem zu verhindern
oder zu mildern.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird Folgendes bereitgestellt: ein Scherbalken, der einen länglichen
Stahlkörper
mit einer oberen Oberfläche aufweist,
die mit einer Schicht aus einem Aufschweißmaterial entlang mindestens
einer Längskante
bedeckt ist, um als ein Gegenmesser zu einem Rotationsschneider
zu wirken, wobei der Körper
einen Bereich aufweist, der sich entlang der und unmittelbar unter
die Längskante
der Aufschweißschicht erstreckt,
wobei der Bereich eine Härte
zwischen der des Stahlkörpers
und der Aufschweißschicht
aufweist.
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Bei
einer Ausführungsform
ist der Bereich eine Einlage. Bei einer anderen Ausführungsform
ist er ein lokal wärmeerhärteter Teil
des Körpers.
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Die
Einführung
einer Einlage oder eines wärmeerhärteten Teils
unterhalb der Kante der Aufschweißschicht verlängert die
Lebensdauer des Scherbalkens, da sie "die Lücke" der Verschleißfestigkeit zwischen dem relativ
weichen Stahlkörper
und dem sehr harten Aufschweißmaterial
schließt.
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In
dem Fall einer Einlage wird diese vorzugsweise aus einem hochlegierten
Stahl oder "Werkzeugstahl" und insbesondere
vorzugsweise mit einer Härte
von 40 bis 70 Hrc hergestellt. Die Verwendung von "Werkzeugstahl" hat den zusätzlichen
Vorteil einer hohen Schlagfestigkeit, wodurch die Leistung des Scherbalkens
unter verschiedenen Erntebedingungen verbessert wird. Diese Leistungsverbesserung
wäre mit
einer thermisch aufgesprühten
Hartschutzschicht oder einer PTA-Ablagerungshartschutzschicht,
die in der Industrie üblich
sind, nicht erreichbar.
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In 5(a) bis (i) sind unterschiedliche Beispiele
des Stands der Technik von Scherbalken gezeigt, von denen keiner
die vorgenannten Probleme löst
bzw. diese nur mit beträchtlichem
Kostenaufwand löst.
Die Zeichnungen, die in 5 gezeigt sind, sind Querschnittsansichten
von Scherbalken, die in der Richtung senkrecht zur Ebene der Zeichnung
stark verlängert
sind.
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5(a): Metallbeschichtungen mit einer Dicke
von 0,2 mm bis 0,3 mm oder 0,6 mm bis 0,9 mm, die auf die oberen
Kanten des Scherbalkens aufgesprüht
sind.
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5(b): Metallhartschutzschicht mit einer Dicke
von 0,6 mm bis 0,9 mm, die auf Seitenkanten des Scherbalkens aufgesprüht ist.
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5(c): Werkzeugstahleinlage an Ecken des
Scherbalkens durch Tauchlichtbogenschweißen. Alternativ Aufschweißung an
Ecken durch PTA-Schweißen (mittels
Plasma übertragenem
Lichtbogen).
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5(d): Plattierung oder Aufschweißung oder
Brazecoat-M-Aufschweißung
(von der Innobraze GmbH) auf der oberen Oberfläche.
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5(e): Auf vertikale Kanten und auf die Mitte
der oberen Oberfläche
aufgesprühte
Hartschutzschicht.
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5(f): Aufschweißung mit einer Dicke von 0,4
mm bis 1 mm in der Mitte der oberen Oberfläche eingelegt und PTA-Kantenablagerungen
mit einer Dicke von 1,2 mm bis 1,4 mm.
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5(g): Schwere Seitenkantenaufschweißung sowohl
eingelegt als auch hervorstehend, typischerweise bis zu einer Dicke
von 3 mm.
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5(h): Schwere Oberkantenaufschweißung sowohl
eingelegt als auch hervorstehend, typischerweise bis zu einer Dicke
von 3 mm. Diese entspricht
EP
8291198 .
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5(i): Entspricht (f) mit einer Kantenaufschweißung typischerweise
bis zu einer Dicke von 3 mm, sowohl hervorstehend als auch eingelegt.
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Im
Folgenden werden Ausführungsformen der
Erfindung beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben, wobei:
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1 eine
Seitenansicht einer ersten Ausführungsform
eines Scherbalkens gemäß der Erfindung
ist;
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2 ein
Querschnitt durch den Scherbalken ist, der an der Linie A-A in 1 genommen
ist;
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3 eine
Draufsicht des Scherbalkens ist;
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4 ein
Querschnitt durch eine zweite Ausführungsform des Scherbalkens
gemäß der Erfindung
ist; und
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5,
die zuvor beschrieben wurde, verschiedene Scherbalken des Stands
der Technik zeigt.
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Unter
Bezugnahme auf 1 bis 3 der Zeichnungen
umfasst der Scherbalken einen länglichen
Schmiedestahlkörper 10 mit
einem im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt. An jedem Ende kann
eine beliebige Anzahl von Löchern 12 vorhanden sein,
die eine Anzahl von Funktionen aufweisen, einschließlich der
Funktion, dass der Scherbalken entfernbar an einen Futtermähdrescher
in Position verschraubt werden kann. Die Löcher können ebenfalls eine Einstellung
der Position des Scherbalkens im Verhältnis zu den Messern auf der
Trommel ermöglichen.
Es können
ebenfalls Löcher
zum Halten von Sensoren vorhanden sein und es gibt einige Konstruktionen,
die überhaupt
keine Löcher
aufweisen und Klammern verwenden, um den Scherbalken an der Maschine
zu befestigen.
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Ein
Bereich der oberen Oberfläche 14 des Körpers 10 zwischen
den Löchern 12 ist
mit einer 1 bis 2 mm dicken Beschichtung 16 aus einem Hartschutzschichtmaterial,
wie beispielsweise Brazecoat-M-mat-Material, plattiert, das von
der Innobraze GmbH vertrieben wird. Die Beschichtung 16 erstreckt sich
die volle Breite der oberen Oberfläche 14 entlang, um
zwei parallele rechteckige (im rechten Winkel angeordnete) Längsschneidkanten 18 zu
bilden, von denen jede gegen den Rotationsschneider positioniert
werden kann, um als Gegenmesser zu wirken, indem der Scherbalken
einfach gelöst
und umgedreht wird. Alternativ kann die Beschichtung 16 einen
oder mehrere getrennte Streifen umfassen, die entlang einer oder
beider Längskanten
der oberen Oberfläche 14 des
Körpers 10 verlaufen.
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Um
ein Abbrechen und einen Verlust der rechtwinkligen Schneidkanten 18 zu
verhindern, weist jede vertikale Seite 20 des Körpers 10 eine
jeweilige Stahleinlage 20 auf, die sich entlang und unmittelbar
unterhalb jeder Kante 18 der Beschichtung 16 erstreckt.
Die Einlagen 22 weisen eine Härte auf, die zwischen der des
Schmiedestahlkörpers 10 und der
Beschichtung 16 liegt, und sind vorzugsweise aus Werkzeugstahl
mit einer Härte
von 40 bis 70 Hrc hergestellt. Vor der Anbringung der Beschichtung 16 werden
die Einlagen 22 an den Körper 10 in Position geschweißt, woraufhin
der Scherbalken auf seine endgültigen
Abmessungen geschliffen und/oder bearbeitet wird.
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Bei
einer alternativen Ausführungsform, 4,
wird der Stahlkörper 10 wärmebehandelt,
um den Körper
entlang seiner oberen äußeren Ecken
lokal zu härten
und ein Paar Streifen 22A zu bilden, die entlang und unmittelbar
unterhalb der Längskanten 18 der
Beschichtung 16 verlaufen. Wie die Einlagen 22 weisen
die Streifen 22A eine Härte
auf, die zwischen der der Masse des Stahlkörpers 10 und der Beschichtung 16 liegt.
Die erhärteten
Streifen 22A können
vor der Ablagerung der Beschichtung 16 durch Erwärmen der
Ecken des Körpers 10 unter Verwendung
einer Induktionsspule, gefolgt von Abschrecken, gebildet werden.
Alternativ können
die Ecken flammenerwärmt
und danach abgeschreckt werden.
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Der
erhärtete
Streifen 22A oder die Werkzeugstahleinlagen 22 verhindern
oder verzögern
den Verschleiß der
vertikalen Seiten 20 unterhalb der Aufschweißschicht 16.
Die Aufschweißschicht 16 selbst stellt
die Schneidkanten 18 für
den Scherbalken sowie eine strapazierfähige Oberfläche für die Verarbeitung einer großen Vielzahl
unterschiedlicher Futterpflanzenmaterialien bereit.
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Die
Erfindung ist nicht auf die hierin beschriebene Ausführungsform
beschränkt,
die modifiziert oder verändert
werden kann, ohne von dem Bereich der Erfindung abzuweichen.