EP3569315A1 - Zerkleinerungsvorrichtung - Google Patents

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EP3569315A1
EP3569315A1 EP18173019.3A EP18173019A EP3569315A1 EP 3569315 A1 EP3569315 A1 EP 3569315A1 EP 18173019 A EP18173019 A EP 18173019A EP 3569315 A1 EP3569315 A1 EP 3569315A1
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EP
European Patent Office
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wear protection
comminution
area
crushing
wear
Prior art date
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Application number
EP18173019.3A
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English (en)
French (fr)
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EP3569315B1 (de
Inventor
Stefan Schwarte
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Jakel & Co KG GmbH
Original Assignee
Jakel & Co KG GmbH
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Publication date
Application filed by Jakel & Co KG GmbH filed Critical Jakel & Co KG GmbH
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Priority to PL18173019T priority patent/PL3569315T3/pl
Publication of EP3569315A1 publication Critical patent/EP3569315A1/de
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Publication of EP3569315B1 publication Critical patent/EP3569315B1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C18/00—Disintegrating by knives or other cutting or tearing members which chop material into fragments
    • B02C18/06—Disintegrating by knives or other cutting or tearing members which chop material into fragments with rotating knives
    • B02C18/16—Details
    • B02C18/18—Knives; Mountings thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C24/00—Coating starting from inorganic powder
    • C23C24/08—Coating starting from inorganic powder by application of heat or pressure and heat
    • C23C24/10—Coating starting from inorganic powder by application of heat or pressure and heat with intermediate formation of a liquid phase in the layer
    • C23C24/103—Coating with metallic material, i.e. metals or metal alloys, optionally comprising hard particles, e.g. oxides, carbides or nitrides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C2210/00—Codes relating to different types of disintegrating devices
    • B02C2210/02—Features for generally used wear parts on beaters, knives, rollers, anvils, linings and the like

Definitions

  • the present invention relates to a crushing device according to the preamble of claim 1.
  • wear resistance is an important parameter in addition to toughness and flexural strength.
  • a hard material coating is applied in the comminuting area (for example in knives in the cutting area). This additional layer increases the material thickness in the comminution area.
  • wear protection devices that are attached to devices to be protected against wear.
  • This can be, for example, wear protection edges in construction machines, which are intended to protect the construction machines from wear, for example by bulk material.
  • the invention has for its object to achieve a device with high wear resistance at relatively low material thickness.
  • a method for producing such a device is to be created.
  • a comminution device is understood in particular to mean a device which can comminute one or more objects.
  • the crushing can In particular, for example, by cutting, crushing, bending, rasping, rubbing, pressing, beating, bouncing, chipping and / or breaking done.
  • Crushing devices are used, for example, in agricultural technology, gardening equipment, forestry or construction machinery. The invention described below can be used advantageously in particular for cutting tools.
  • Crushing devices differ, for example, from forming devices in that they are charged fundamentally differently.
  • crushing devices there is a relatively small area compared with the entire device, which is designed for comminution. This area is heavily loaded with each shredding. It is important that it is both wear-resistant and tough and resistant to bending.
  • Comminution devices also have a relatively small material thickness in the comminution area, which is designed for comminution. Preferably, the crushing area is wedge-shaped. This is the case in particular with cutting tools.
  • Forming devices however, often have a comparatively high material thickness, since they should be particularly stable and a sharp edge as a cutting tool would be even disadvantageous.
  • the comminuting device comprises a comminution section, which is designed for comminution of articles and comprises a first material.
  • the first material may, for example, be a material of which a main body of the comminution device consists.
  • the base body can also consist of a different material than the crushing area. In this case, a body is understood by the main body, followed by the comminution area.
  • the Crushing device may also have a mounting portion, which also connects to the main body.
  • the comminuting device can be fastened, for example, to another component, such as a holder.
  • the base body and the comminution area can be connected to one another in a material-locking manner.
  • the first material may be a metal or a plastic.
  • the first material may in particular have a sandwich or layer structure. In this case, it may thus be a composite material, which may consist of several materials.
  • the crushing area has a wear protection area. This is distinguished from the base body by the fact that it has a higher wear resistance during comminution operations than the main body.
  • the wear protection area comprises a plurality of partial areas in which a second material is arranged, which is different from the first material.
  • the melting point of the second material is higher than the melting point of the first material.
  • the second material may be, for example, tungsten, titanium, tantalum, chromium and / or cobalt. It is also possible to use a ceramic material as a second material. The use of a combination of different of the aforementioned materials as a second material is possible.
  • the comminution device may also have, outside the comminuting area, one or more further areas of wear protection (s), which may be similar or similar to the area of wear protection described with respect to the comminution area.
  • the arrangement of the further wear protection area (s) can according to requirements. In the context of this description, this is understood in particular to mean that the wear protection region (s) are / are preferably arranged in regions subject to particularly high mechanical stress.
  • the second material is embedded in the regions in particle form in the first material. This is understood to mean in particular that particles of the second material are fused with the first material. It should be noted that in each case the first material can be arranged between the individual particles of the second material.
  • the regions may have an approximately circular cross-sectional area.
  • the diameter of the regions may be between 10 ⁇ m and 500 ⁇ m, preferably between 30 ⁇ m and 300 ⁇ m, particularly preferably between 50 ⁇ m and 200 ⁇ m.
  • the invention has the advantage that the wear protection area is not applied, but is arranged in areas of the crushing area.
  • the thickness of the crushing area is not increased by another layer and the sharpness of the crushing area is maintained.
  • the shredding device also has the advantage that the advantages of different materials can be combined.
  • the toughness and flexural fatigue strength decrease with increasing wear resistance and hardness.
  • a relatively tough material can be used as the first material.
  • the second material can be a material with high wear resistance and hardness.
  • the second material may have been introduced into the comminution area using a laser.
  • a laser For example, an Nd: YAG laser can be used for this purpose.
  • the use of a laser has the particular advantage that the areas can be introduced very precisely. In addition, particularly small areas can be realized.
  • the crushing device may be formed as a knife.
  • the wear protection area with the subregions has the advantage that, in contrast to a coated wear protection layer, a low material thickness is achieved. Thus, even a particularly sharp knife can have the wear protection area.
  • the portions may have different distances from each other.
  • the partial regions can be arranged in particular in patterns or amorphous.
  • an amorphous arrangement is understood in particular to mean that the subareas are randomly distributed.
  • areas with different concentrations of subregions in the wear protection layer can be arranged.
  • the concentration of the partial areas may be higher than in a less heavily used area.
  • the number of partial areas per area is designated by the concentration of the partial areas.
  • the system according to claim 5 comprises a device to be protected against wear and a wear protection device.
  • the wear protection device is detachably attached to a portion of the device.
  • the wear protection device may be mounted in an edge region of the device.
  • a releasable attachment means in particular that the wear protection edge can be fastened to the device without destroying or damaging the wear protection device and the device to be protected.
  • the wear protection device may for example be screwed to the device to be protected.
  • the device to be protected may be, for example, a construction machine.
  • the releasably secured wear protection device is advantageous because only a particularly stressed section must be protected from excessive wear. Thus, it is not necessary to produce the entire device to be protected from a comparatively expensive and expensive material to be produced. It is sufficient if the wear protection device is made of this high quality material. In addition, the wear protection device can be replaced particularly easily due to the releasable attachment when it is worn.
  • the wear protection device comprises a first material.
  • the wear protection device has a wear protection area, which may be similar or designed as the wear protection area of the crushing device described in this specification.
  • the requirements of the wear protection device is primarily a protection of the device from wear by bulk materials.
  • the layer structure of the wear protection device is surprisingly particularly advantageous. The occurring wear depends primarily on the movement of the bulk material and less of movements of the wear protection device.
  • the wear protection device is usually small and light in comparison with the device to be protected from wear.
  • the method for producing a crushing device comprises the preparation of a base body and the crushing area without the wear protection area of the first material.
  • the first material is then melted selectively in several areas in the crushing area.
  • the term "pointy" is understood in particular to mean that the areas each have an area of less than 0.5 mm 2 , preferably less than 0.2 mm 2 .
  • the areas of the second material is introduced in particle form, so that particles of the second material are embedded in the first material.
  • the first material can be melted using a laser. This is particularly advantageous for a precise point melting.
  • the areas may be punctiform. This is particularly advantageous for a particularly wear-resistant wear protection area.
  • the second material can be blown into the regions.
  • the first material may be coated with the second material in particle form before melting.
  • the coating process can be carried out similar to a painting process.
  • the first material may be dipped in the second material to perform the coating.
  • the second material can be introduced into the regions as part of a dispersion.
  • the dispersion may comprise, for example, the second material in particulate form, ethanol and an organic binder. In this case, much of the ethanol evaporates during the introduction of the dispersion. The remaining ethanol and the binder can then be removed afterwards.
  • the crushing devices shown in the figures are all designed as cutting blades. Embodiments of the invention can be used particularly advantageously for cutting blades.
  • the cutting blade 100 from the FIGS. 1 and 2 has a base body 101 made of a first material and a crushing area 102.
  • the comminution area 102 has a wear protection area with partial areas in which a second material is embedded in the first material.
  • the wear protection area is particularly advantageous since, due to the embedding of the second material in the first material in the partial areas, the advantages of the two materials are combined with one another.
  • the second material has a particularly high wear resistance and hardness, while the first material is particularly tough.
  • the cutting blade 100 is therefore both particularly wear-resistant and hard as well as tough.
  • the comminution region 102 may be made more wear-resistant and harder (high concentration) or tougher (concentration).
  • concentrations within the comminution region 102 may be available. For example, the concentration of the regions near the cutting edge may be higher than in the vicinity of the main body 101.
  • the cutting blade 100 also has recesses 104, with which it can be attached to a holder. These recesses 104 can likewise be surrounded by a wear protection region in an edge region 103, which can be constructed in a similar or identical manner to the wear protection region in the comminution region 102. By means of these edge regions 103, the wear resistance of the cutting blade is also increased. At these points usually occurs due to relative movements between the cutting blade 100 and the holder also a relatively high wear. Other areas can also be provided with a wear protection area.
  • the first material can be melted with a laser.
  • the second material is introduced in particle or powder form.
  • the areas have a footprint of less than 0.5 mm 2 .
  • the cutting blade 100 from the FIGS. 1 and 2 has a straight cutting edge.
  • the principle of the invention can be transferred to cutting knives with serrated and / or concave or convexly curved cutting edges. Such cutting knives are in the FIGS. 3 to 10 shown. A combination of different cutting edges are also possible.
  • wear protection areas are shown on one side of the cutting edge. However, it is of course also possible to provide both sides of the cutting edge with wear protection areas.

Abstract

Zerkleinerungsvorrichtung (100), umfassend einen Zerkleinerungsbereich (102), wobei der Zerkleinerungsbereich (102) für eine Zerkleinerung von Gegenständen ausgebildet ist und einen ersten Werkstoff umfasst, wobei der Zerkleinerungsbereich eine Verschleißschutzbereich aufweist, wobei die Verschleißschutzschicht mehrere Teilbereiche umfasst, in denen ein zweiter Werkstoff angeordnet ist, der von dem ersten Werkstoff verschieden ist, wobei der zweite Werkstoff in den Teilbereichen in Partikelform im ersten Werkstoff eingebettet ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zerkleinerungsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Bei Zerkleinerungsvorrichtungen ist die Verschleißfestigkeit neben der Zähigkeit und Biegefestigkeit ein wichtiger Paramater. Zur Steigerung der Verschleißfestigkeit wird im Zerkleinerungsbereich (z.B. bei Messern im Schneidenbereich) eine Hartstoffbeschichtung aufgebracht. Durch diese zusätzliche Schicht wird die Materialstärke im Zerkleinerungsbereich erhöht.
  • Ähnliche Anforderungen ergeben sich an die Verschleißfestigkeit bei Verschleißschutzvorrichtungen, die an vor Verschleiß zu schützenden Vorrichtungen angebracht werden. Dies können beispielsweise Verschleißschutzkanten bei Baumaschinen sein, die die Baumaschinen vor Verschleiß, beispielsweise durch Schüttgut, schützen sollen.
  • Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung mit hoher Verschleißfestigkeit bei relativ geringer Materialstärke zu erreichen. Außerdem soll ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Vorrichtung geschaffen werden.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Zerkleinerungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, durch ein System gemäß Anspruch 5 und durch ein Verfahren gemäß Anspruch 6 gelöst. Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Unter einer Zerkleinerungsvorrichtung wird im Rahmen dieser Beschreibung insbesondere eine Vorrichtung verstanden, die einen oder mehrere Gegenstände zerkleinern kann. Die Zerkleinerung kann dabei insbesondere beispielsweise durch Schneiden, Quetschen, Biegen, Raspeln, Reiben, Drücken, Schlagen, Prallen, Zerspanen und/oder Brechen erfolgen. Zerkleinerungsvorrichtungen werden beispielweise in der Landtechnik, bei Gartengeräten, in der Forstwirtschaft oder bei Baumaschinen eingesetzt. Die nachfolgend geschilderte Erfindung lässt sich insbesondere bei Schneidwerkzeugen vorteilhaft verwenden.
  • Zerkleinerungsvorrichtungen unterscheiden sich beispielsweise von Umformvorrichtungen dadurch, dass sie grundlegend anders belastet werden. Bei Zerkleinerungsvorrichtungen gibt es einen im Vergleich zur gesamten Vorrichtung relativ kleinen Bereich, der für die Zerkleinerung ausgebildet ist. Dieser Bereich wird bei jeder Zerkleinerung stark belastet. Dabei ist es wichtig, dass er sowohl verschleißfest als auch zäh und biegefest ist. Zerkleinerungsvorrichtungen weisen im Zerkleinerungsbereich, der für die Zerkleinerung ausgebildet ist, außerdem eine relativ geringe Materialstärke auf. Vorzugsweise ist der Zerkleinerungsbereich keilförmig ausgebildet. Dies ist insbesondere bei Schneidwerkzeugen der Fall. Umformvorrichtungen hingegen weisen häufig eine vergleichsweise hohe Materialstärke auf, da sie besonders stabil sein sollen und eine scharfe Kante wie bei einem Schneidwerkzeug sogar nachteilig wäre.
  • Die Zerkleinerungsvorrichtung umfasst einen Zerkleinerungsbereich, der für eine Zerkleinerung von Gegenständen ausgebildet ist und einen ersten Werkstoff umfasst. Der erste Werkstoff kann beispielsweise ein Werkstoff sein, aus dem ein Grundkörper der Zerkleinerungsvorrichtung besteht. Alternativ kann der Grundkörper auch aus einem anderen Werkstoff als der Zerkleinerungsbereich bestehen. Unter dem Grundkörper wird dabei insbesondere ein Körper verstanden, an den sich der Zerkleinerungsbereich anschließt. Die Zerkleinerungsvorrichtung kann außerdem einen Befestigungsbereich aufweisen, der sich ebenfalls an den Grundkörper anschließt. Im Befestigungsbereich kann die Zerkleinerungsvorrichtung beispielsweise an einem anderen Bauteil, wie einer Halterung, befestigt werden. Beispielsweise können der Grundkörper und der Zerkleinerungsbereich stoffschlüssig miteinander verbunden sein. Beispielsweise kann der erste Werkstoff ein Metall oder ein Kunststoff sein. Der erste Werkstoff kann insbesondere einen Sandwich- oder Schichtaufbau aufweisen. In diesem Fall kann es sich somit um einen Kompositwerkstoff handeln, der aus mehreren Materialien bestehen kann.
  • Der Zerkleinerungsbereich weist einen Verschleißschutzbereich auf. Dieser zeichnet sich gegenüber dem Grundkörper dadurch aus, dass dieser bei Zerkleinerungsvorgängen einen höheren Verschleißwiderstand als der Grundkörper aufweist. Der Verschleißschutzbereich umfasst mehrere Teilbereiche, in denen ein zweiter Werkstoff angeordnet ist, der von dem ersten Werkstoff verschieden ist. Vorzugsweise ist der Schmelzpunkt des zweiten Werkstoffs dabei höher als der Schmelzpunkt des ersten Werkstoffs. Der zweite Werkstoff kann beispielsweise Wolfram, Titan, Tantal, Chrom und/oder Kobalt sein. Es ist auch möglich, einen keramischen Werkstoff als zweiten Werkstoff zu verwenden. Auch die Verwendung einer Kombination von verschiedenen der zuvor genannten Materialien als zweiten Werkstoff ist möglich.
  • Die Zerkleinerungsvorrichtung kann auch außerhalb des Zerkleinerungsbereichs eine oder mehrere weitere Verschleißschutzbereich(e) aufweisen, der/die ähnlich oder genauso ausgebildet sein kann/können wie der in Bezug auf den Zerkleinerungsbereich beschriebene Verschleißschutzbereich. Die Anordnung des/der weiteren Verschleißschutzbereichs(e) kann anforderungsgerecht erfolgen. Darunter wird im Rahmen dieser Beschreibung insbesondere verstanden, dass der/die Verschleißschutzbereich(e) bevorzugt in mechanisch besonders stark beanspruchten Bereichen angeordnet sind.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der zweite Werkstoff in den Bereichen in Partikelform im ersten Werkstoff eingebettet ist. Hierunter wird insbesondere verstanden, dass Partikel des zweiten Werkstoffs mit dem ersten Werkstoff verschmolzen sind. Dabei ist zu beachten, dass zwischen den einzelnen Partikeln des zweiten Werkstoffs jeweils der erste Werkstoff angeordnet sein kann.
  • Die Bereiche können insbesondere eine in etwa kreisförmige Querschnittsfläche aufweisen. Der Durchmesser der Bereiche kann zwischen 10 µm und 500 µm, vorzugsweise zwischen 30 µm und 300 µm, besonders bevorzugt zwischen 50 µm und 200 µm, liegen.
  • Insbesondere bei Schneidwerkzeugen hat die Erfindung den Vorteil, dass der Verschleißschutzbereich nicht aufgetragen, sondern in Bereichen des Zerkleinerungsbereichs angeordnet ist. Somit wird die Dicke des Zerkleinerungsbereichs nicht durch eine weitere Schicht erhöht und die Schärfe des Zerkleinerungsbereichs bleibt erhalten.
  • Die erfindungsgemäße Zerkleinerungsvorrichtung hat außerdem den Vorteil, dass die Vorteile verschiedener Werkstoffe miteinander kombiniert werden können. Bei bekannten Werkstoffen sinkt mit ansteigender Verschleißfestigkeit und Härte die Zähigkeit und die Biegewechselfestigkeit. Beispielsweise kann als erster Werkstoff ein relativ zähes Material verwendet werden. Als zweiter Werkstoff kann ein Werkstoff mit hoher Verschleißfestigkeit und Härte eingesetzt werden. Durch die Einbringung des zweiten Werkstoffs in die Bereiche, die vom ersten Werkstoff umgeben sind, können im Zerkleinerungsbereich die zuvor genannten Eigenschaften des ersten und des zweiten Werkstoffs miteinander kombiniert werden.
  • Bei bekannten Zerkleinerungsvorrichtungen wie Maschinenmessern mit einem Grundkörper aus einem ersten Werkstoff und einer aufgetragenen Verschleißschutzschicht aus einem zweiten Werkstoff steht nach dem Verschleiß der Verschleißschutzschicht nur noch der Grundkörper aus dem ersten Werkstoff mit vergleichsweise schlechteren Verschleißeigenschaften zur Nutzung bereit. Dies hat eine drastische Verringerung der Restlebensdauer zur Folge.
  • Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann der zweite Werkstoff unter Verwendung eines Lasers in den Zerkleinerungsbereich eingebracht worden sein. Hierfür kann beispielsweise ein Nd:YAG-Laser verwendet werden. Die Verwendung eines Lasers hat insbesondere den Vorteil, dass die Bereiche besonders präzise eingebracht werden können. Außerdem können so besonders kleine Bereiche realisiert werden.
  • Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann die Zerkleinerungsvorrichtung als Messer ausgebildet sein. Bei Messern hat der Verschleißschutzbereich mit den Teilbereichen den Vorteil, dass im Gegensatz zu einer aufgetragenen Verschleißschutzschicht eine geringe Materialstärke erreicht werden. Somit kann auch ein besonders scharfes Messer den Verschleißschutzbereich aufweisen.
  • Nach einer Ausführungsform der Erfindung können die Teilbereiche unterschiedliche Abstände voneinander haben. Die Teilbereiche können insbesondere in Mustern oder amorph angeordnet sein. Unter einer amorphen Anordnung wird dabei insbesondere verstanden, dass die Teilbereiche zufällig verteilt sind. Auf diese Weise können Bereiche mit unterschiedlichen Konzentrationen der Teilbereiche in der Verschleißschutzschicht angeordnet sein. Beispielsweise kann in einem besonders stark beanspruchten Bereich die Konzentration der Teilbereiche höher sein als in einem weniger stark beanspruchten Bereich. Unter der Konzentration der Teilbereiche wird dabei insbesondere die Anzahl der Teilbereiche pro Fläche bezeichnet.
  • Das System gemäß Anspruch 5 umfasst eine vor Verschleiß zu schützende Vorrichtung und eine Verschleißschutzvorrichtung. Die Verschleißschutzvorrichtung ist lösbar an einem Teilbereich der Vorrichtung befestigt. Beispielsweise kann die Verschleißschutzvorrichtung in einem Kantenbereich der Vorrichtung angebracht sein. Unter einer lösbaren Befestigung wird dabei im Rahmen dieser Beschreibung insbesondere verstanden, dass die Verschleißschutzkante ohne Zerstörung oder Beschädigung der Verschleißschutzvorrichtung und der zu schützenden Vorrichtung an der Vorrichtung befestigt werden kann. Die Verschleißschutzvorrichtung kann beispielsweise an der zu schützenden Vorrichtung angeschraubt sein. Die zu schützende Vorrichtung kann beispielsweise eine Baumaschine sein.
  • Die lösbar befestigte Verschleißschutzvorrichtung ist vorteilhaft, da nur ein besonders beanspruchter Abschnitt vor übermäßigem Verschleiß geschützt werden muss. Es muss somit nicht die gesamte zu schützende Vorrichtung aus einem vergleichsweise teuren und aufwändig herzustellenden Material hergestellt werden. Es genügt, wenn die Verschleißschutzvorrichtung aus diesem hochwertigen Material hergestellt wird. Außerdem kann die Verschleißschutzvorrichtung aufgrund der lösbaren Befestigung besonders einfach ausgetauscht werden, wenn sie verschlissen ist.
  • Die Verschleißschutzvorrichtung umfasst einen ersten Werkstoff. Die Verschleißschutzvorrichtung weist einen Verschleißschutzbereich auf, der ähnlich oder genauso ausgebildet sein kann wie der Verschleißschutzbereich der in dieser Beschreibung beschriebenen Zerkleinerungsvorrichtung.
  • Die Anforderungen an die Verschleißschutzvorrichtung ist vor allem ein Schutz der Vorrichtung vor Verschleiß durch Schüttgüter. Hierbei ist der Schichtaufbau der Verschleißschutzvorrichtung überraschenderweise besonders vorteilhaft. Der auftretende Verschleiß hängt vor allem von der Bewegung des Schüttguts ab und weniger von Bewegungen der Verschleißschutzvorrichtung. Außerdem ist die Verschleißschutzvorrichtung üblicherweise im Vergleich mit der vor Verschleiß zu schützenden Vorrichtung klein und leicht.
  • Das Verfahren zur Herstellung einer Zerkleinerungsvorrichtung nach Anspruch 6 umfasst die Herstellung eines Grundkörpers und des Zerkleinerungsbereichs ohne den Verschleißschutzbereich aus dem ersten Werkstoff. Der erste Werkstoff wird dann punktuell in mehreren Bereichen im Zerkleinerungsbereich aufgeschmolzen. Unter dem Begriff "punktuell" wird dabei im Rahmen dieser Beschreibung insbesondere verstanden, dass die Bereiche jeweils eine Fläche von weniger als 0,5 mm2, vorzugsweise von weniger als 0,2 mm2, aufweisen. In die Bereiche wird der zweite Werkstoff in Partikelform eingebracht, sodass Partikel des zweiten Werkstoffs im ersten Werkstoff eingebettet sind.
  • Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann der erste Werkstoff unter Verwendung eines Lasers aufgeschmolzen werden. Dies ist insbesondere vorteilhaft für eine präzise punktuelle Aufschmelzung.
  • Nach einer Ausführungsform der Erfindung können die Bereiche punktförmig ausgebildet sein. Dies ist insbesondere vorteilhaft für einen besonders verschleißfesten Verschleißschutzbereich.
  • Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann der zweite Werkstoff in die Bereiche eingeblasen werden.
  • Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann der erste Werkstoff vor dem Aufschmelzen mit dem zweiten Werkstoff in Partikelform beschichtet werden. Der Beschichtungsvorgang kann dabei ähnlich wie ein Lackiervorgang durchgeführt werden. Alternativ dazu kann der erste Werkstoff in den zweiten Werkstoff eingetaucht werden, um die Beschichtung durchzuführen.
  • Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann der zweite Werkstoff als Bestandteil einer Dispersion in die Bereiche eingebracht werden. Die Dispersion kann beispielsweise den zweiten Werkstoff in Partikelform, Ethanol und ein organisches Bindemittel umfassen. In diesem Fall verdunstet ein Großteil des Ethanols während der Einbringung der Dispersion. Das zurückgebliebene Ethanol und das Bindemittel können dann anschließend wieder entfernt werden.
  • Es ist auch möglich, dass zusätzlich zu dem zuvor beschriebenen Verschleißschutzbereich eine aus dem Stand der Technik bekannte zusätzliche Verschleißschutzschicht aufgetragen wird. So kann die Standzeit der Zerkleinerungsvorrichtung weiter erhöht werden, da nach Abrieb der zusätzlichen Verschleißschutzschicht noch der Verschleißschutzbereich nach einer Ausführungsform der Erfindung vorhanden ist. So ist zwar der Vorteil nicht mehr vorhanden, dass kein Materialauftrag erfolgt. Es wird jedoch der Verschleißschutz signifikant erhöht.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Abbildungen. Dabei werden für gleiche oder ähnliche Bauteile und für Bauteile mit gleichen oder ähnlichen Funktionen dieselben Bezugszeichen verwendet. Darin zeigen:
    • Fig. 1
    eine schematische perspektivische Ansicht einer Oberseite eines Ausschnitts einer Zerkleinerungsvorrichtung nach einer Ausführungsform der Erfindung;
    Fig. 2
    eine schematische perspektivische Ansicht der Unterseite des Ausschnitts aus Fig. 1;
    Fig. 3
    eine schematische perspektivische Ansicht einer Unterseite eines Ausschnitts einer Zerkleinerungsvorrichtung nach einer Ausführungsform der Erfindung;
    Fig. 4
    eine schematische perspektivische Ansicht der Oberseite des Ausschnitts aus Fig. 3;
    Fig. 5
    eine schematische perspektivische Ansicht einer Unterseite eines Ausschnitts einer Zerkleinerungsvorrichtung nach einer Ausführungsform der Erfindung;
    Fig. 6
    eine schematische perspektivische Ansicht der Oberseite des Ausschnitts aus Fig. 5;
    Fig. 7
    eine schematische perspektivische Ansicht einer Unterseite eines Ausschnitts einer Zerkleinerungsvorrichtung nach einer Ausführungsform der Erfindung;
    Fig. 8
    eine schematische perspektivische Ansicht der Oberseite des Ausschnitts aus Fig. 7;
    Fig. 9
    eine schematische perspektivische Ansicht einer Unterseite eines Ausschnitts einer Zerkleinerungsvorrichtung nach einer Ausführungsform der Erfindung; und
    Fig. 10
    eine schematische perspektivische Ansicht der Oberseite des Ausschnitts aus Fig. 9.
  • Die in den Figuren dargestellten Zerkleinerungsvorrichtungen sind alle als Schneidmesser ausgebildet. Ausführungsformen der Erfindung können für Schneidmesser besonders vorteilhaft eingesetzt werden.
  • Das Schneidmesser 100 aus den Figuren 1 und 2 weist einen Grundkörper 101 aus einem ersten Werkstoff und einen Zerkleinerungsbereich 102 auf. Der Zerkleinerungsbereich 102 weist einen Verschleißschutzbereich mit Teilbereichen auf, in denen ein zweiter Werkstoff im ersten Werkstoff eingebettet ist.
  • Der Verschleißschutzbereich ist besonders vorteilhaft, da aufgrund der Einbettung des zweiten Werkstoffs im ersten Werkstoff in den Teilbereichen die Vorteile der beiden Werkstoffe miteinander kombiniert werden. Der zweite Werkstoff weist eine besonders hohe Verschleißfestigkeit und Härte auf, während der erste Werkstoff besonders zäh ist. Im Zerkleinerungsbereich 102 ist das Schneidmesser 100 somit sowohl besonders verschleißfest und hart als auch zäh. Je nach Konzentration der Bereiche im Zerkleinerungsbereich 102 kann der Zerkleinerungsbereich 102 verschleißfester und härter (hohe Konzentration) oder zäher (Konzentration) ausgebildet werden. Es können auch innerhalb des Zerkleinerungsbereichs 102 unterschiedliche Konzentrationen vorhanden sein. Beispielsweise kann die Konzentration der Bereiche in der Nähe der Schneidkante höher sein als in der Nähe des Grundkörpers 101.
  • Das Schneidmesser 100 weist außerdem Ausnehmungen 104 auf, mit denen es an einer Halterung befestigt werden kann. Diese Ausnehmungen 104 können ebenfalls in einem Randbereich 103 von einem Verschleißschutzbereich umgeben sein, die ähnlich oder genauso aufgebaut sein kann wie der Verschleißschutzbereich im Zerkleinerungsbereich 102. Durch diese Randbereiche 103 wird die Verschleißfestigkeit des Schneidmessers ebenfalls erhöht. An diesen Stellen tritt üblicherweise wegen Relativbewegungen zwischen dem Schneidmesser 100 und der Halterung ebenfalls ein relativ hoher Verschleiß auf. Es können auch noch weitere Bereiche mit einem Verschleißschutzbereich versehen werden.
  • In den Bereichen kann der erste Werkstoff mit einem Laser aufgeschmolzen werden. Der zweite Werkstoff wird in Partikel- oder Pulverform eingebracht. Die Bereiche weisen dabei eine Grundfläche von weniger als 0,5 mm2 auf.
  • Das Schneidmesser 100 aus den Figuren 1 und 2 weist eine gerade Schneidkante auf. Das Prinzip der Erfindung lässt sich jedoch auf Schneidmesser mit gezahnten und/oder konkav oder konvex gebogenen Schneidkanten übertragen. Solche Schneidmesser sind in den Figuren 3 bis 10 dargestellt. Eine Kombination unterschiedlicher Schneidkanten sind ebenfalls möglich.
  • In den Figuren sind nur Verschleißschutzbereiche auf einer Seite der Schneidkante dargestellt. Es ist jedoch selbstverständlich auch möglich, beide Seiten der Schneidkante mit Verschleißschutzbereichen zu versehen.

Claims (11)

  1. Zerkleinerungsvorrichtung (100), umfassend einen Zerkleinerungsbereich (102), wobei der Zerkleinerungsbereich (102) für eine Zerkleinerung von Gegenständen ausgebildet ist und einen ersten Werkstoff umfasst, wobei der Zerkleinerungsbereich einen Verschleißschutzbereich aufweist, wobei der Verschleißschutzbereich mehrere Teilbereiche umfasst, in denen ein zweiter Werkstoff angeordnet ist, der von dem ersten Werkstoff verschieden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Werkstoff in den Teilbereichen in Partikelform im ersten Werkstoff eingebettet ist.
  2. Zerkleinerungsvorrichtung (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Werkstoff unter Verwendung eines Lasers in den Zerkleinerungsbereich (102) eingebracht wurde.
  3. Zerkleinerungsvorrichtung (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zerkleinerungsvorrichtung (100) als Messer ausgebildet ist.
  4. Zerkleinerungsvorrichtung (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilbereiche unterschiedliche Abstände voneinander haben.
  5. System, umfassend eine vor Verschleiß zu schützende Vorrichtung und eine Verschleißschutzvorrichtung, wobei die Verschleißschutzvorrichtung lösbar an einem Teilbereich der Vorrichtung befestigt ist, wobei die Verschleißschutzvorrichtung einen ersten Werkstoff umfasst, wobei die Verschleißschutzvorrichtung einen Verschleißschutzbereich aufweist, wobei der Verschleißschutzbereich mehrere Teilbereiche umfasst, in denen ein zweiter Werkstoff angeordnet ist, der von dem ersten Werkstoff verschieden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Werkstoff in den Teilbereichen in Partikelform im ersten Werkstoff eingebettet ist.
  6. Verfahren zur Herstellung einer Zerkleinerungsvorrichtung (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, umfassend die folgenden Schritte:
    - Herstellung eines Grundkörpers (101) und des Zerkleinerungsbereichs (102) ohne den Verschleißschutzbereich aus dem ersten Werkstoff;
    - Aufschmelzen des ersten Werkstoffs in mehreren Teilbereichen im Zerkleinerungsbereich (102);
    - Einbringen des zweiten Werkstoffs in Partikelform in den Teilbereichen, sodass Partikel des zweiten Werkstoffs im ersten Werkstoff eingebettet sind.
  7. Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Werkstoff unter Verwendung eines Lasers aufgeschmolzen wird.
  8. Verfahren nach einem der beiden vorherigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Teilbereiche punktförmig ausgebildet sind.
  9. Verfahren nach einem der drei vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Werkstoff in die Teilbereiche eingeblasen wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Werkstoff vor dem Aufschmelzen mit dem zweiten Werkstoff in Partikelform beschichtet wird.
  11. Verfahren nach einem der vorherigen fünf Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Werkstoff als Bestandteil einer Dispersion in die Teilbereiche eingebracht wird.
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