EP4687419A1 - Schneidsystem für ein schneidwerk - Google Patents

Schneidsystem für ein schneidwerk

Info

Publication number
EP4687419A1
EP4687419A1 EP24715582.3A EP24715582A EP4687419A1 EP 4687419 A1 EP4687419 A1 EP 4687419A1 EP 24715582 A EP24715582 A EP 24715582A EP 4687419 A1 EP4687419 A1 EP 4687419A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
knife
blade
cutting system
cutting
blades
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP24715582.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ralf Schmidt
Sascha Otto
Jens Birkenbeul
Judith Seyfarth
Andreas Schellberg
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SMF Holding GmbH
Original Assignee
SMF Holding GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SMF Holding GmbH filed Critical SMF Holding GmbH
Publication of EP4687419A1 publication Critical patent/EP4687419A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01DHARVESTING; MOWING
    • A01D34/00Mowers; Mowing apparatus of harvesters
    • A01D34/01Mowers; Mowing apparatus of harvesters characterised by features relating to the type of cutting apparatus
    • A01D34/02Mowers; Mowing apparatus of harvesters characterised by features relating to the type of cutting apparatus having reciprocating cutters
    • A01D34/13Cutting apparatus
    • A01D34/14Knife-bars

Definitions

  • the application relates to a cutting system for a cutting unit of an agricultural machine comprising a finger bar with mowing fingers attached thereto, wherein the mowing fingers are arranged at a distance A from each other, and a knife with knife blades attached to a knife rail, wherein the knife is guided back and forth relative to the finger bar, wherein the knife blades have a blade pitch T and wherein the knife executes a reciprocating movement with a stroke H.
  • US 6 510 681 B2 discloses a cutting system with knife blades attached to a knife rail.
  • Sickle-shaped protective fingers provide a cutting surface for knives during horizontal reciprocating movement.
  • a combination of a stroke of four and a half inches, a spacing of three inches of the protective fingers and a spacing of two and a quarter inches of the knife blades is disclosed.
  • the knife blades When cutting crops with such cutting systems, the knife blades first push the crop sideways to the next mowing finger, on which the counter blade is designed to cut the crop.
  • One task may be to propose an improved cutting system with respect to the blade pitch T and the stroke H of the knife.
  • the cutting system for a cutting unit of an agricultural machine comprises a finger bar with attached mowing fingers and a knife with a Knife blades attached to the knife rail, the knife being guided back and forth relative to the finger bar, the knife blades having a blade pitch T and the knife executing a back and forth movement with a stroke H.
  • the stroke H corresponds to at least one and a half times, i.e. 1.5 times, the blade pitch T.
  • the blade pitch T has a value between 58.5 millimeters and 63.5 millimeters.
  • the mowing fingers are arranged at a distance A from each other.
  • the distance A corresponds to the blade pitch T.
  • the small distance A between the mowing fingers compared to the prior art reduces the achievable filling area related to the blade length, i.e. the area between the blades that can be filled with crop.
  • an increased number of cuts are carried out, since two cuts are made per stroke. Tests with different combinations of blade pitch T, stroke H of the blade and distance A between the mowing fingers have shown, with comparable load on a blade drive and comparable properties of the crop to be cut, that with a blade pitch T between 58.5 millimeters and 63.5 millimeters, particularly high driving speeds of the harvester can be achieved due to the increased performance of the cutting system.
  • the blade pitch T has a value of approximately 61 millimeters. This value corresponds to approximately 2.4 inches. Common cutting units are segmented into segments each five feet (5 ft) long in the longitudinal direction. 60 knife blades with a blade pitch T of 2.4 inches also advantageously extend over a length of five feet in the longitudinal direction.
  • the stroke H corresponds, for example, to 1.9 times to 2.1 times the blade pitch T. With a blade pitch of 2.4 inches, this corresponds to a stroke H between 115.8 millimeters and 128.0 millimeters. For example, the stroke H is 122.2 millimeters or twice the blade pitch T.
  • the theoretical value of the Double stroke H compared to blade pitch T for a cutting system with double cutting per stroke is generally not necessary in practice, since the second cut per stroke is already completely completed as soon as a front end of the cutting edge has passed a corresponding counter cutting edge on the mowing finger.
  • the blade pitch T has a value of approximately 61 millimeters. This value corresponds to approximately 2.4 inches. The tests have shown the highest value of the hectare performance of the cutting unit with this blade pitch. According to a further embodiment, the blade pitch T has a value of approximately 60.0 millimeters.
  • the knife has a mass M of less than 20 g/cm, in particular less than 18 g/cm and particularly preferably about 15.85 g/cm, which corresponds to 1.07 pounds per foot (lb/ft), based on its length along a longitudinal axis.
  • the mass of the knife includes the blades, the knife back and the fastening elements for mounting the blades on the knife back.
  • the connecting section or knife head provided for connection to the drive is not included in the mass M of the knife based on its length along the longitudinal axis.
  • the knife blades each have a center line, with the knife blades arranged next to each other along a longitudinal axis of the cutting system.
  • the blade pitch T can be defined as a distance between the center lines of two adjacent knife blades.
  • the center lines are orthogonal to the longitudinal axis and divide the knife blade into two halves.
  • the mowing fingers can each have a fingertip, with the mowing fingers arranged next to each other along the longitudinal axis.
  • the distance A can be defined as a distance between the fingertips.
  • several blades are designed as one piece, as so-called double blades or triple blades. Multiple blades have a center line per knife tip.
  • the blade pitch T refers to the individual blades, not to the multiple blade as a whole.
  • the mowing fingers In the case of multiple mowing fingers, several mowing fingers are designed as one piece, as so-called double fingers or triple fingers. Multiple mowing fingers have one fingertip per mowing finger.
  • the distance A refers to the individual mowing fingers, not to the Multiple mowing fingers in total.
  • the distance A can correspond to the blade pitch T, whereby the mowing fingers can be provided in at least two variants with different finger lengths in the working direction.
  • a drive drives the blade, with a speed of the drive being, for example, between 450 and 750 revolutions per minute and with the blade performing one of the reciprocating movements with the stroke H for each revolution of the drive.
  • the speed of the drive can be about 540 revolutions per minute, with the blade then performing about 1080 strokes per minute.
  • the speed of the drive can be about 700 to 750 revolutions per minute.
  • a load on the drive due to a centrifugal force of the knife at a drive speed of 540 revolutions per minute is less than or equal to the load on the drive due to the centrifugal force of a reference knife of a reference cutting system at a drive speed of 600 revolutions per minute.
  • the speed of the drive can be 90 percent of the speed of the drive of the reference cutting system.
  • the reference cutting system corresponds to the claimed cutting system in terms of properties that influence the load on the drive, except for the following parameters of the reference cutting system:
  • a mass Mref of the reference meter referred to its length along the longitudinal axis, of at least 21 g/cm, in particular 22,33 g/cm or 1,5 pounds per foot (lb/ft).
  • the load on the drive is to be understood as a theoretical load due to centrifugal force of the knife or the reference knife in idle mode, i.e. without cutting any crop and without taking friction into account.
  • the reference cutting system corresponds to the claimed cutting system in all properties, except for the parameters mentioned and properties determined by the parameters.
  • the reference cutting system with the blade pitch Tref of 76.2 millimeters or 3 inches has a smaller number of blades with an identical width of the cutting unit.
  • the reference knife has 48 blades, while the knife of the claimed cutting system can have 60 blades.
  • the reference cutting system corresponds to the claimed cutting system.
  • the drive kinematics used are identical.
  • the load is related to the length of the knife in the longitudinal direction and is, for example, 3.73 N/cm or 113.69 Newton per foot (N/ft) for the reference knife.
  • the mowing fingers are made from a sheet metal material.
  • the mowing finger can have a blade gap that forms counter-cutting edges for the knife blades.
  • the mowing finger made from sheet metal material with a blade gap does not have a hold-down device.
  • the mowing fingers can be provided in at least two variants with different finger lengths in the working direction. The mowing fingers of the shorter variant or all mowing fingers can be open at the blade tip, whereby the blade tips can protrude beyond the mowing finger.
  • the knife blades have a top side and a bottom side.
  • a surface of the bottom side can be composed of a flat surface arranged in a plane and a recess area running above the plane, wherein a height of the knife blade corresponds to a maximum distance between the top side and the flat surface in a direction normal to the plane.
  • a material thickness of the knife blade can be less than the height of the knife blade, at least in some areas, wherein the material thickness of the knife blade corresponds to a distance between the top side and the bottom side.
  • the knife blades can thus advantageously be manufactured with a reduced mass with the same height of the knife blade.
  • the knife blades can be fastened to the knife rail both with the top facing the knife rail and with the bottom facing the knife rail
  • a surface of the upper side can, for example, consist of an upper plane surface arranged in an upper plane and a plane surface outside the upper plane. extending upper side area.
  • the surface of the upper side adjacent to a rear edge of the respective knife blade can be formed at least in sections by the upper flat surface.
  • the surface of the upper side advantageously lies with part of the upper flat surface on the knife rail.
  • the knife blades can be attached to the knife rail alternately with the upper side facing the knife rail and the lower side facing the knife rail.
  • the knife blades have a constant blade angle with a value between 20° and 27°.
  • the blade angle corresponds to a half angle of the angle formed by the blade tip.
  • a perpendicular to the longitudinal axis in a plane of the knife blade and a straight line along a cutting edge of the knife blade enclose the blade angle.
  • the blade angle is, for example, 21°.
  • the knife blades can have a first constant blade angle in sections and a second constant blade angle that is different from the first blade angle in sections, wherein the transition of the sections can be provided discontinuously at a bend.
  • the transition of the sections can be designed gradually, so that at least in the region of a transition section, a curved course of the cutting edge results without a constant blade angle.
  • the knife blades have two cutting bevels, with one of the cutting bevels being arranged on the top and the other cutting bevel on the bottom.
  • the cutting bevels can in particular completely overlap in the area of a knife tip. Since the cutting bevels are arranged on different sides of the knife blade, the overlap is made possible. The overlap advantageously results in a less wide knife tip and, with the same blade angle, a greater length of the cutting section in the working direction of the knife blade.
  • the knife can have knife blades in at least two variants with different lengths of the cutting section in the working direction and/or different blade angles. Exemplary embodiments are described below with reference to the accompanying drawings. The statements do not restrict the general inventive concept.
  • Figure 1 is a partial view of a cutting system according to an embodiment
  • Figure 2 is a side view of the cutting system according to Figure 1;
  • Figure 3 is a partial view of a knife of the cutting system according to Figure 1;
  • Figure 4 is a partial view of a cutting system according to another embodiment
  • Figure 5 is a partial view of a knife of the cutting system according to Figure 4.
  • Figure 6 is a partial view of a non-claimed reference cutting system
  • Figures 7 to 11 show a knife blade for the cutting system in different views
  • Figures 12 and 13 show a variant of the knife blade in different views
  • FIGS 14 and 15 show another variant of the knife blade in different views
  • FIGS 16 to 18 show another variant of the knife blade in different views
  • Figure 19 is a comparative illustration of variants of the knife blades according to Figures 12, 14 and 16;
  • Figure 20 is a diagram comparing achievable travel speeds with the knife blade variants according to Figure 19;
  • Figure 21 is another diagram comparing achievable travel speeds with the knife blade variants shown in Figure 19.
  • FIG 1 shows an embodiment of a cutting system for a cutting unit of an agricultural machine in a schematic partial representation.
  • Figure 2 shows the cutting unit in a side view.
  • Figure 3 shows a knife 14 of the cutting unit as a detail.
  • the cutting system comprises a finger bar 19 with mowing fingers 18 attached thereto, the mowing fingers 18 being arranged at a distance A from each other, and the knife 14 with knife blades 10 attached to a knife rail 22, the knife 14 being guided back and forth relative to the finger bar 19, the knife blades 10 having a blade pitch T and the knife 14 performing a back and forth movement with a stroke H.
  • the distance A can correspond to the blade pitch T
  • the stroke H corresponds to approximately twice the blade pitch T, which can also be referred to as a double stroke.
  • the blade pitch T has a value between 58.5 millimeters and 63.5 millimeters.
  • the knife blades 10 each have a knife tip 11, wherein the knife blades 10 are arranged next to one another along a longitudinal axis L.
  • the blade pitch T is defined as a distance between center lines C of two adjacent knife blades 10 that are orthogonal to the longitudinal axis L, see Figure 5.
  • the mowing fingers 18 each have a finger tip 20, wherein the mowing fingers 18 are arranged next to one another along the longitudinal axis L and wherein the distance A is defined as a distance between the finger tips.
  • a drive 21 can drive the knife 14, wherein a speed of the drive 21 is between 450 and 750 revolutions per minute and wherein the knife 14 executes one of the reciprocating movements with the stroke H for each revolution of the drive.
  • the speed of the drive 21 can be, for example, 540 revolutions per minute.
  • the knife 14 comprises, for example, a knife rail 22, which is also referred to below as knife back 22.
  • a plurality of the Knife blades 10 are attached.
  • the knife blades 10 are arranged and attached to the knife back 22 next to one another along the longitudinal axis L.
  • the knife back 22 is connected to a connecting section 25.
  • the connecting section 25 serves to couple the knife 14 to the knife drive 21 for moving the knife 14 back and forth along the longitudinal axis L.
  • the knife blades 10 can each be connected to the knife back 22 via one and/or more fastening elements 26, such as screws and/or nuts. Other possibilities for attaching the knife 14 are known to the person skilled in the art.
  • the knife blades 10 each have a cutting section 27 and a fastening area 9 with a rear edge 8, which are arranged one after the other along a working direction P.
  • a working direction P is aligned perpendicular to the longitudinal axis L and corresponds, for example, to a direction of travel of an agricultural machine. Viewed in the working direction P, the cutting sections 27 of the knife blades 10 protrude forwards from the knife back 22.
  • the knife blades 10 are each arranged in contact with the knife back 22 via the fastening area 9.
  • the rear edges 8 of the knife blades 10 can protrude backwards over the knife back 22 in the working direction P.
  • Cutting edges 3 are formed on the cutting section 27 of the respective knife blade 10 and are aligned at an angle to one another such that they taper to a point in the working direction P.
  • a straight line along the cutting edge 3 encloses a constant blade angle K of between 20 degrees and 27 degrees, in particular of approximately 21 degrees, with the working direction P.
  • the knife blades 10 are all aligned in the same way, namely with a bottom side 2 facing the knife back 22. All top sides 1 of the knife blades 10 face away from the knife back 22.
  • FIG 4 shows a schematic partial view of the cutting system according to a further embodiment.
  • Figure 5 shows the knife 14 of the cutting system according to Figure 4.
  • Figures 4 and 5 are described together.
  • the blade pitch T is indicated as the distance between the center lines C of two adjacent knife blades 10 orthogonal to the longitudinal axis L.
  • the structure largely corresponds to the embodiment according to Figure 1 and is not described again.
  • Identical components are provided with identical reference numerals.
  • the embodiment shown differs in the arrangement of the knife blades 10. These are arranged alternately on the knife back 22.
  • the top side 1 and the bottom side 2 face the knife back 22 alternately.
  • Figure 6 shows a schematic representation of a reference cutting system that is not subject to stress.
  • the reference cutting system corresponds to the stressed cutting system in terms of properties that influence the load on the drive, except for the following parameters of the reference cutting system:
  • a mass Mref of the reference meter referred to its length along the longitudinal axis, of at least 21 g/cm, in particular 22,33 g/cm or 1,5 pounds per foot (lb/ft).
  • the reference cutting system corresponds to the claimed cutting system in all properties, except for the parameters mentioned and properties determined by the parameters.
  • the reference cutting system with the blade pitch Tref of 76.2 millimeters or 3 inches has a smaller number of blades with an identical cutting unit width. With a cutting unit segment of 5 feet wide, the reference blade has 48 blades, while the blade of the claimed cutting system can have 60 blades.
  • the reference cutting system corresponds to the claimed cutting system.
  • the drive kinematics not shown here are identical.
  • a load on the drive 21 of the embodiments according to Figures 1 and 4 due to a centrifugal force of the respective blade 14 at a speed of the drive 21 of 540 revolutions per minute is less than or equal to the load on the drive due to the centrifugal force of a reference blade 14' of the reference cutting system according to Figure 6 at a speed of the drive of 600 revolutions per minute.
  • Figures 7 to 11 show another exemplary knife blade 10 in different views.
  • Figure 7 shows the knife blade 10 in a view of an upper side 1.
  • Figure 8 shows the knife blade from Figure 3 in a view rotated by 90 degrees from the side, in which the position of the knife tip 11 at the front and the rear edge 8 at the back, as well as the overall flat shape of the knife blade 10 with the upper side 1 and a lower side 2 can be seen.
  • Figure 9 shows a section along the line AA from Figure 7 at a double magnification.
  • Figure 10 shows a view of the lower side 2 of the knife blade 10 and Figure 11 again shows a view of the rear edge 8 rotated by 90 degrees compared to Figure 7 in an enlarged representation.
  • the knife blade 10 has two cutting edges 3 for cutting crops, the outer edge of each of which forms a cutting edge.
  • the cutting edges 3 converge approximately and thus form the approximately triangular shape of the front part of the knife blade 10.
  • This part of the knife blade 10 has an approximately triangular recess 5 with a surrounding edge region 7.
  • the direction of movement of the knife 14 with the knife blade 10 for cutting the crops is transverse to the working direction P ( Figure 2), in particular approximately at right angles to it, and horizontal or slightly angled in the installed position, which corresponds to the plane of the drawing in Figure 3.
  • the approximately triangular cutting section 27 of the knife blade 10 is followed by the fastening region 9, which is approximately rectangular in view and ends at the rear edge 8.
  • the fastening area 9 has fastening means 17 for mounting the knife blade 10, which is mounted on the knife bar (22, Figure 1).
  • the surface of the underside 2 is composed of a flat surface 4 arranged in the plane E (see Figure 7) and the recess area 6 running above the plane E, as can be seen in Figures 5 and 6.
  • the height Z of the knife blade 10 corresponds to the maximum distance between the upper side 1 and the flat surface 4 in a normal direction N to the plane E, as shown in Figure 7.
  • a surface of the upper side 1 is in turn composed of an upper flat surface 15 arranged in an upper plane OE ( Figure 7) and an upper side area 16 running outside the upper plane OE.
  • the Material thickness M of the knife blade 10 corresponds to the distance between the top
  • the material thickness M of the knife blade 10 is at least partially less than the height Z of the knife blade 10, as shown by way of example using a measuring point in Figure 20.
  • the lower plane E and the upper plane OE are preferably aligned parallel to one another and spaced apart from one another by the height Z of the knife blade 10.
  • the flat surface 4 can be a surface whose planarity, also referred to as planicity, is greater than that of the recess area 6. Any points on the flat surface 4 are therefore spatially arranged in the plane E.
  • the recess area 6 also forms a surface which can be more uneven in comparison, i.e. curved or arched, so that points on the surface of the recess area 6 are spatially arranged in different planes.
  • the flat surface 4 comprises a plurality of partial surfaces. In the area of the cutting edges 3 of the knife blade, the surface of the underside 2 has a partial surface 4A of the flat surface 4. On the surface of the underside
  • wear marks 12 for determining wear on the cutting edge can be arranged directly on the partial surface 4A arranged in the area of the cutting edges 3.
  • a further partial surface 4B of the flat surface 4 of the surface of the underside 2 is arranged around the recess 5, in the edge area 7 of the recess 5.
  • a plurality of partial surfaces 4C of the flat surface 4 are arranged on the surface of the underside 2 at the rear edge 8 of the knife blade.
  • a partial surface 4D of the flat surface 4 is arranged in the fastening area 9.
  • the upper partial surfaces 15C of the upper flat surface 15 are arranged on the rear edge 8 of the knife blade on the surface of the upper side 1, wherein the upper partial surfaces 15C are each arranged opposite the recess area 6 on the rear edge 8 on the underside 2.
  • the upper partial surfaces 15C are each interrupted along the rear edge 8 by the upper side area 16, wherein the partial surfaces 4C on the underside 2 are each opposite the upper side area 16, so that the upper partial surfaces 15C are arranged along the rear edge 8 alternating with the partial surfaces 4C on the underside 2.
  • This allows the knife blade 10 to be connected both to the underside 2 and to the
  • the cutting edge 8 can be mounted with the upper side 1 facing the knife bar (22, Figure 2) as well as with the upper side 1 facing the knife bar.
  • the reduced area on the rear edge 8, which results from the wave shape visible in Figure 7, also advantageously reduces the friction with respect to guide elements (not shown) supporting the knife blade 10 to the rear.
  • FIGs 12 and 13 which are described together, a variant of the knife blade 10 is shown in a side view and in a perspective view.
  • the representation is schematic and serves to explain embodiments of the cutting edges 3.
  • Features of the surfaces and the rear edge, as shown in Figures 7 to 11, are not shown here, but can be combined with the features described below.
  • the knife blade 10 according to Figures 12 and 13 has the cutting section 27 with two cutting edges 3 and the fastening area 9 with holes as fastening means 17.
  • a cutting bevel 28 of each cutting edge 3 is only arranged on the upper side 1.
  • the cutting bevels 28 form the cutting edge on the outer edge with the underside 2 of the knife blade.
  • the blade constant blade angle K is between 20 degrees and 27 degrees.
  • FIGs 14 and 15 which are described together, a further variant of the knife blade 10 is shown in a side view and in a perspective view. Features of the surfaces and the rear edge, as shown in Figures 7 to 11, are not shown here, but can be combined with the features described below.
  • the knife blade 10 according to Figures 14 and 15 has the cutting section 27 with two cutting edges 3 and the fastening area 9 with holes as fastening means 17.
  • the cutting bevels 28 of the cutting edges 3 are only arranged on the upper side 1 of the knife blade 10 and each have a kink 29.
  • the cutting bevels 28 form the cutting edge on the outer edge with the underside 2 of the knife blade.
  • a first constant blade angle K1 of, for example, 21 degrees is less acute than a second constant blade angle K2 of, for example, 15 degrees.
  • FIGs 16 to 18 which are described together, another variant of the knife blade 10 is shown in a side view and in a perspective view shown.
  • the knife blade 10 according to Figures 14 and 15 has the cutting section 27 with two cutting edges 3 and the fastening area 9 with holes as fastening means 17.
  • One of the cutting bevels 28 is arranged on the upper side 1 of the knife blade 10 and forms the cutting edge on the outer edge with the lower side 2 of the knife blade 10, while the other cutting bevel 28 is arranged on the lower side 2 of the knife blade 10 and forms the cutting edge on the outer edge with the upper side 1 of the knife blade 10.
  • the two cutting edges are thus arranged offset in the normal direction in different planes.
  • the at least partial overlap of the cutting bevels 28 in the area of the knife tip 11 advantageously enables a narrower knife tip 11 than in the knife blade 10 according to Figure 12.
  • the blade angle K is approximately 21 degrees, although the embodiment is not restricted by this.
  • the knife blade 10 preferably has a constant blade angle K between 20 degrees and 27 degrees.
  • FIG 19 shows a comparative representation of variants of knife blades 10.
  • the knife blade designated 10A has a blade angle K of 21 degrees and a blade pitch T of two inches, which corresponds to the extension of the knife blade in the longitudinal direction L (see Figure 5).
  • the knife blade 10A cannot be used with the cutting mechanism according to the invention.
  • 10B designates the knife blade according to Figure 12, which has a blade angle K of 21 degrees and a blade pitch T of 2.4 inches.
  • a length LP of the cutting section 27 in the working direction P is greater for the knife blade 10B than for the knife blade 10A, with the same blade angle K.
  • 10D designates the knife blade according to Figure 16, which has a blade angle K of 21 degrees and a blade pitch T of 2.4 inches.
  • the length LP of the cutting section 27 in the working direction P is greater for the knife blade 10D than for the knife blade 10B, with the same blade angle K.
  • 10C designates the knife blade according to Figure 14, which has a first blade angle K1 of 21 degrees and a second blade angle K2 of 15 degrees.
  • the blade pitch T is 2.4 inches. Due to the more acute blade angle K2, the length LP of the cutting section 27 in the working direction P is greater than for the knife blades 10B. and 10D.
  • the sharper second blade angle K2 leads to a less favorable cutting behavior of the knife blade 10C in this area.
  • Figure 20 shows a diagram for comparing achievable travel speeds with the knife blade variants according to Figure 19.
  • the stroke H is given in millimeters on the abscissa 30.
  • the achievable travel speed of a harvesting machine is given dimensionlessly on the ordinate 31.
  • Curves 32, 33, 34 and 35 show that the achievable travel speed increases degressively with the stroke H, whereby the extent of the respective curve depends on the number of cuts per stroke and the shape of the blade. In order to make different blade shapes comparable, the load on the drive by the centrifugal force of the knife was standardized.
  • the curve 32 shown with dots represents the relationship between travel speed and stroke H with one cut per stroke.
  • the point 36 in the curve 32 indicates the achievable travel speed with a frequently used knife blade of a single-cutting reference cutting unit with 3 inch blade pitch and a blade angle of 30 degrees with a stroke H of approximately 3.33 inches or 84.6 millimeters, which cannot be used with the claimed cutting system, but for example with the reference cutting system according to Figure 6.
  • the achievable travel speed of the reference cutting unit is 100 percent.
  • Curve 33 shown with short dashes, represents the relationship between travel speed and stroke H with two cuts per stroke.
  • Point 37 in curve 33 indicates the achievable travel speed of 162 percent of the reference cutting unit with a frequently used knife blade with a 2 inch blade pitch and a blade angle K of 21 degrees with a stroke H of 4 inches or 101.6 millimeters, which is mentioned as a comparison example and cannot be used with the claimed cutting system.
  • Point 38 in curve 33 indicates the achievable travel speed of 182 percent with knife blade 10B according to Figures 12 and 19, which can be used with the claimed cutting system.
  • Knife blade 10B has a 2.4 inch blade pitch T and a blade angle K of 21 degrees with a stroke H of 4.8 inches or 121.9 millimeters. If the stroke H in practice is less than twice the blade pitch, the achievable travel speed is correspondingly lower on curve 33.
  • the curve 34 shown with long lines and dots represents the relationship between travel speed and stroke H with two cuts per stroke.
  • the point 39 in the curve 34 indicates the achievable travel speed of 210 percent with the knife blade 10C usable with the claimed cutting system according to Figures 14 and 19, with 2.4 inch blade pitch, a first blade angle K1 of 21 degrees and a second blade angle K2 of 15 degrees with a stroke H of 4.8 inches or 121.9 millimeters. If the stroke H in practice is less than twice the blade pitch, the achievable travel speed is correspondingly lower on the curve 34.
  • the curve 35 shown with medium-length lines represents the relationship between travel speed and stroke H with two cuts per stroke.
  • the point 40 in the curve 35 indicates the achievable travel speed of 196 percent of the knife blade 10D that can be used with the claimed cutting system according to Figures 16 and 19, with 2.4 inch blade pitch and a blade angle of 21 degrees with a stroke H of 4.8 inches or 121.9 millimeters.
  • the achievable travel speed is lower than with the knife blade 10C, whose acute blade angle K2 of 15 degrees, however, leads to poorer cutting behavior. If the stroke H in practice is less than twice the blade pitch, the achievable travel speed is correspondingly lower on the curve 35.
  • Figure 21 shows another diagram for comparing the achievable travel speeds with the knife blade variants according to Figure 19.
  • the stroke H is given in millimeters on the abscissa 30', whereby the respective strokes H are identical to those in Figure 20.
  • the achievable travel speed is given dimensionlessly on the ordinate 31'.
  • the load on the drive is the same for all variants shown, so that a relative comparison is possible.
  • Curve 32 of the reference system is unchanged.
  • Point 36 in curve 32 indicates the achievable travel speed of the single-cutting reference cutting unit of 100 percent.
  • the point 37' in the curve 33' indicates the achievable travel speed of 195 percent with the knife blade 10A according to Figure 19, which cannot be used with the cutting system in question, taking into account the mass reduction of 30 percent with otherwise identical parameters.
  • the point 38' in the curve 33' indicates the achievable travel speed of 217 percent with the knife blade 10B according to Figures 12 and 19, taking into account the mass reduction of 30 percent with otherwise identical parameters.
  • the point 39' in the curve 34' indicates the achievable travel speed of 251 percent with the knife blade 10C according to Figures 14 and 19, taking into account the mass reduction of 30 percent with otherwise identical parameters.
  • the point 40' on the curve 35' indicates the achievable travel speed of 234 percent of the knife blade 10D according to Figures 16 and 19, taking into account the mass reduction of 30 percent with otherwise identical parameters. If the stroke H in practice is less than twice the blade pitch T, the achievable travel speed is correspondingly lower on the respective curves 33', 34', 35'.

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Abstract

Schneidsystem für ein Schneidwerk einer Landmaschine umfasst einen Fingerbalken mit daran befestigten Mähfingern und ein Messer mit an einer Messerschiene befestigten Messerklingen, wobei das Messer relativ zu dem Fingerbalken hin- und hergehend geführt ist, wobei die Messerklingen eine Klingenteilung T aufweisen und wobei das Messer eine hin- und hergehende Bewegung mit einem Hub H ausführt.

Description

Schneidsystem für ein Schneidwerk
Die Anmeldung betrifft ein Schneidsystem für ein Schneidwerk einer Landmaschine umfassend einen Fingerbalken mit daran befestigten Mähfingern, wobei die Mähfinger zueinander jeweils in einen Abstand A angeordnet sind, und ein Messer mit an einer Messerschiene befestigten Messerklingen, wobei das Messer relativ zu dem Fingerbalken hin- und hergehend geführt ist, wobei die Messerklingen eine Klingenteilung T aufweisen und wobei das Messer eine hin- und hergehende Bewegung mit einem Hub H ausführt.
Die US 6 510 681 B2 offenbart ein Schneidsystem mit an einer Messerschiene befestigten Messerklingen. Sichelförmige Schutzfinger stellen eine Schneidfläche für Messer während der horizontalen Hin- und Herbewegung bereit. Gemäß einer Ausführungsform des Schneidsystems ist eine Kombination aus einem Hub von viereinhalb Zoll, einem Abstand von drei Zoll der Schutzfinger und einem Abstand von zwei und einem Viertel Zoll der Messerklingen offenbart.
Bei dem Schneiden von Erntegut mit derartigen Schneidsystemen schieben die Messerklingen das Erntegut zunächst seitlich bis zu dem nächsten Mähfinger, an dem die Gegenschneide ausgebildet ist, um das Erntegut zu schneiden. Die Kombination der Klingenteilung T, dem Hub H des Messers und dem Abstand A der Mähfinger hat neben weiteren Faktoren Einfluss auf die Leistung des Schneidsystems.
Eine Aufgabe kann darin bestehen, ein in Bezug auf die Klingenteilung T und den Hub H des Messers verbessertes Schneidsystem vorzuschlagen.
Die Aufgabe wird durch den Gegenstand von Anspruch 1 gelöst. In den Unteransprüchen sind Ausführungsformen angegeben.
Das Schneidsystem für ein Schneidwerk einer Landmaschine umfasst einen Fingerbalken mit daran befestigten Mähfingern und ein Messer mit an einer Messerschiene befestigten Messerklingen, wobei das Messer relativ zu dem Fingerbalken hin- und hergehend geführt ist, wobei die Messerklingen eine Klingenteilung T aufweisen und wobei das Messer eine hin- und hergehende Bewegung mit einem Hub H ausführt. Der Hub H mindestens dem eineinhalbfachen, also 1 ,5-fachen der Klingenteilung T entspricht. Die Klingenteilung T weist einen Wert zwischen 58,5 Millimeter und 63,5 Millimeter auf.
Die Mähfinger sind zueinander jeweils in einen Abstand A angeordnet. Gemäß einer Ausführungsform entspricht der Abstand A der Klingenteilung T. Der im Vergleich zum Stand der Technik geringe Abstand A der Mähfinger reduziert die auf die Messerlänge bezogene, erreichbare Füllfläche, also die mit Erntegut füllbare Fläche zwischen den Messerklingen. Ebenfalls bezogen auf die Messerlänge wird eine erhöhte Anzahl von Schnitten ausgeführt, da je Hub zwei Schnitte erfolgen. Versuche mit unterschiedlichen Kombinationen von Klingenteilung T, Hub H des Messers und Abstand A der Mähfinger haben bei vergleichbarer Belastung eines Antriebs des Messers und vergleichbaren Eigenschaften des zu schneidenden Ernteguts gezeigt, dass bei der Klingenteilung T zwischen 58,5 Millimeter und 63,5 Millimeter besonders hohe Fahrgeschwindigkeiten der Erntemaschine, aufgrund der gestiegenen Leistung des Schnittsystems, erreicht werden können. Dies resultiert in einer erhöhten Hektarleistung, also der abgeernteten Fläche in Hektar pro Stunde, bei einem Schneidwerk gleicher Breite, oder in der Möglichkeit mit einem Vorsatz von geringerer Arbeitsbreite eine vergleichbare Flächenleistung wie mit Systemen nach dem Stand der Technik zu erreichen.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Klingenteilung T einen Wert von etwa 61 Millimeter auf. Dieser Wert entspricht etwa 2,4 Zoll. Gängige Schneidwerke weisen eine Segmentierung in Segmente zu je fünf Fuß (5 ft) Länge in Längsrichtung auf. 60 Messerklingen mit der Klingenteilung T von 2,4 Zoll erstrecken sich vorteilhaft ebenfalls über eine Länge in Längsrichtung von fünf Fuß.
Der Hub H entspricht beispielsweise dem 1 ,9 - fachen bis 2,1 - fachen der Klingenteilung T. Bei einer Klingenteilung von 2,4 Zoll entspricht das einem Hub H zwischen 115,8 Millimeter und 128,0 Millimeter. Beispielsweise beträgt der Hub H 122,2 Millimeter oder dem zweifachen der Klingenteilung T. Der theoretische Wert des doppelten Hubes H gegenüber der Klingenteilung T für ein je Hub doppelt schneidendes Schneidsystem ist in der Praxis grundsätzlich nicht erforderlich, da der zweite Schnitt je Hub bereits vollständig abgeschlossen ist, sobald ein vorderes Ende der Schneide eine entsprechende Gegenschneide am Mähfinger passiert hat.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Klingenteilung T einen Wert von etwa 61 Millimeter auf. Dieser Wert entspricht etwa 2,4 Zoll. Die Versuche haben bei dieser Klingenteilung den höchsten Wert der Hektarleistungen des Schneidwerks ergeben. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Klingenteilung T einen Wert von etwa 60,0 Millimeter auf.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Messer bezogen auf seine Länge entlang einer Längsachse eine Masse M von weniger als 20 g/cm auf, insbesondere von weniger als 18 g/cm und besonders bevorzugt von etwa 15,85 g/cm, was 1 ,07 Pfund pro Fuß (Ib/ft) entspricht. Zur Masse des Messers rechnen die Klingen, der Messerrücken und die Befestigungselemente zur Montage der Klingen an dem Messerrücken. Der zum Verbinden mit dem Antrieb vorgesehene Verbindungsabschnitt oder Messerkopf rechnet nicht zur Masse M des Messers bezogen auf seine Länge entlang der Längsachse.
Die Messerklingen weisen beispielsweise jeweils eine Mittellinie auf, wobei die Messerklingen entlang einer Längsachse des Schneidsystems nebeneinander angeordnet sind. Die Klingenteilung T kann dabei als ein Abstand zwischen den Mittellinien zweier benachbarter Messerklingen definiert sein. Die Mittellinien sind orthogonal zu der Längsachse und teilen die Messerklinge in zwei Hälften. Die Mähfinger können jeweils eine Fingerspitze aufweisen, wobei die Mähfinger entlang der Längsachse nebeneinander angeordnet sind. Der Abstand A kann als ein Abstand zwischen den Fingerspitzen definiert sein. Bei Mehrfachklingen sind mehrere Klingen einteilig ausgeführt, als sogenannte Doppelklinge oder Dreifachklinge. Mehrfachklingen weisen pro Messerspitze eine Mittellinie auf. Die Klingenteilung T bezieht sich auf die einzelnen Klingen, nicht auf die Mehrfachklinge insgesamt. Bei Mehrfachmähfingern sind mehrere Mähfinger einteilig ausgeführt, als sogenannte Doppelfinger oder Dreifachfinger. Mehrfachmähfinger weisen eine Fingerspitze pro Mähfinger auf. Der Abstand A bezieht sich auf die einzelnen Mähfinger, nicht auf die Mehrfachmähfinger insgesamt. Der Abstand A kann der Klingenteilung T entsprechen, wobei die Mähfinger in mindestens zwei Varianten unterschiedlicher Fingerlänge in Arbeitsrichtung vorgesehen sein können.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass ein Antrieb das Messer antreibt, wobei eine Drehzahl des Antriebs beispielsweise zwischen 450 und 750 Umdrehungen pro Minute beträgt und wobei das Messer je Umdrehung des Antriebs eine der hin und hergehenden Bewegungen mit dem Hub H ausführt. Die Drehzahl des Antriebs kann etwa 540 Umdrehungen pro Minute betragen, wobei das Messer dann etwa 1080 Hubbewegungen pro Minute ausführt. Insbesondere beim Grasschnitt kann die Drehzahl des Antriebs etwa 700 bis 750 Umdrehungen pro Minute betragen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass eine Belastung des Antriebs durch eine Fliehkraft des Messers bei einer Drehzahl des Antriebs von 540 Umdrehungen pro Minute kleiner oder gleich der Belastung des Antriebs durch die Fliehkraft eines Referenzmessers eines Referenzschneidsystems bei einer Drehzahl des Antriebs von 600 Umdrehungen pro Minute ist. Allgemeiner kann die Drehzahl des Antriebs 90 Prozent der Drehzahl des Antriebs des Referenzschneidsystems betragen. Das Referenzschneidsystem entspricht in Bezug auf Eigenschaften, welche die Belastung des Antriebs beeinflussen, dem beanspruchten Schneidsystem, bis auf folgende Parameter des Referenzschneidsystems:
- eine Klingenteilung Tref von 76,2 Millimeter oder 3 Zoll,
- ein Hub Href von 84,6 Millimeter oder 3,33 Zoll
- eine Masse Mref des Referenzmessers, bezogen auf seine Länge entlang der Längsachse, von mindestens 21 g/cm, insbesondere von 22,33 g/cm oder 1 ,5 Pfund pro Fuß (Ib/ft).
Die Belastung des Antriebs ist als eine theoretische Belastung durch eine Fliehkraft des Messers bzw. des Referenzmessers im Leerlauf, also ohne, dass Erntegut geschnitten wird und ohne Berücksichtigung von Reibung zu verstehen. Das Referenzschneidsystem entspricht dem beanspruchten Schneidsystem in sämtlichen Eigenschaften, außer den genannten Parametern und durch die Parameter bedingte Eigenschaften. Beispielsweise weist das Referenzschneidsystem mit der Klingenteilung Tref von 76,2 Millimeter oder 3 Zoll bei identischer Breite des Schneidwerks eine geringere Anzahl von Klingen auf. Bei einem Schneidwerkssegment von 5 Fuß Breite weist das Referenzmesser 48 Klingen auf, während das Messer des beanspruchten Schneidsystems 60 Klingen aufweisen kann. Hinsichtlich der nicht mit den abweichenden Parametern in Zusammenhang stehenden Eigenschaften entspricht das Referenzschneidsystem dem beanspruchten Schneidsystem. Beispielsweise sind die verwendeten Antriebskinematiken identisch. Die Belastung ist auf die Länge des Messers in der Längsrichtung bezogen und beträgt für das Referenzmesser beispielsweise 3,73 N/cm bzw. 113,69 Newton pro Fuß (N/ft).
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Mähfinger aus einem Blechmaterial hergestellt sind. Der Mähfinger kann einen Klingenspalt aufweisen, der Gegenschneiden für die Messerklingen bildet. Im Vergleich zu einem geschmiedeten Finger entfällt bei dem aus Blechmaterial hergestellten Mähfinger mit Klingenspalt der Niederhalter. Gemäß einer weiteren Ausführungsform können die Mähfinger in mindestens zwei Varianten unterschiedlicher Fingerlänge in Arbeitsrichtung vorgesehen sein. Die Mähfinger der kürzeren Variante oder sämtliche Mähfinger können an der Messerspitze offen ausgeführt sein, wobei die Messerspitzen den Mähfinger überragen können.
Die Messerklingen weisen eine Oberseite und eine Unterseite auf. Eine Oberfläche der Unterseite kann aus einer in einer Ebene angeordneten Planfläche und einem oberhalb der Ebene verlaufenden Aussparungsbereich zusammengesetzt sein, wobei eine Höhe der Messerklinge einem maximalen Abstand zwischen der Oberseite und der Planfläche in einer Normalenrichtung zu der Ebene entspricht. Eine Materialstärke der Messerklinge kann zumindest bereichsweise geringer sein als die Höhe der Messerklinge, wobei die Materialstärke der Messerklinge einem Abstand zwischen der Oberseite und der Unterseite entspricht. Die Messerklingen können dadurch vorteilhaft mit verminderter Masse bei gleicher Höhe der Messerklinge hergestellt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Messerklingen an der Messerschiene sowohl mit der Messerschiene zugewandter Oberseite als auch mit der Messerschiene zugewandter Unterseite befestigbar sind
Eine Oberfläche der Oberseite kann beispielsweise aus einer in einer oberen Ebene angeordneten oberen Planfläche und einem außerhalb der oberen Ebene verlaufenden Oberseitenbereich zusammengesetzt sein. Die an eine Hinterkante der jeweiligen Messerklinge angrenzende Oberfläche der Oberseite kann zumindest abschnittsweise durch die obere Planfläche gebildet sein. Dadurch liegt die Oberfläche der Oberseite vorteilhaft mit einem Teil der oberen Planfläche an der Messerschiene an. Die Messerklingen können an der Messerschiene im Wechsel mit der Messerschiene zugewandter Oberseite und mit der Messerschiene zugewandter Unterseite befestigt sein.
Gemäß einerweiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Messerklingen einen konstanten Klingenwinkel mit einem Wert zwischen 20° und 27° aufweisen. Der Klingenwinkel entspricht einem Halbwinkel des durch die Klingenspitze gebildeten Winkels. Eine Senkrechte zu der Längsachse in einer Ebene der Messerklinge und eine Gerade entlang einer Schneidkante der Messerklinge schließen den Klingenwinkel ein. Der Klingenwinkel beträgt beispielsweise 21 °. Des Weiteren können die Messerklingen abschnittsweise eine ersten konstanten Klingenwinkel und abschnittsweise einen von dem ersten Klingenwinkel verschiedenen zweiten konstanten Klingenwinkel aufweisen, wobei der Übergang der Abschnitte diskontinuierlich an einer Knickstelle vorgesehen sein kann. Alternativ kann der Übergang der Abschnitte graduell gestaltet sein, so dass sich zumindest im Bereich eines Übergangsabschnitts ein gebogener Verlauf der Schneide ohne konstanten Klingenwinkel ergibt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Messerklingen zwei Schneidfasen aufweisen, wobei eine der Schneidfasen auf der Oberseite und die andere Schneidfase auf der Unterseite angeordnet ist. Die Schneidfasen können sich im Bereich einer Messerspitze insbesondere vollständig überlappen. Da die Schneidfasen auf unterschiedlichen Seiten der Messerklinge angeordnet sind, wird die Überlappung ermöglicht. Durch die Überlappung ergibt sich vorteilhaft eine weniger breite Messerspitze und bei gleichem Klingenwinkel eine größere Länge des Schneidenabschnitts in Arbeitsrichtung der Messerklinge. Das Messer kann Messerklingen in mindestens zwei Varianten unterschiedlicher Länge des Schneidenabschnitts in Arbeitsrichtung und/oder unterschiedlicher Klingenwinkel aufweisen. Nachfolgend werden beispielhaft Ausführungsformen mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Die Ausführungen schränken den allgemeinen Erfindungsgedanken nicht ein.
Es zeigen
Figur 1 eine Teilansicht eines Schneidsystems gemäß einer Ausführungsform;
Figur 2 eine Seitenansicht des Schneidsystem gemäß Figur 1 ;
Figur 3 eine Teilansicht eines Messers des Schneidsystems gemäß Figur 1 ;
Figur 4 eine Teilansicht eines Schneidsystems gemäß einer weiteren Ausführungsform;
Figur 5 eine Teilansicht eines Messers des Schneidsystems gemäß Figur 4;
Figur 6 eine Teilansicht eines nicht beanspruchten Referenzschneidsystems;
Figuren 7 bis 11 eine Messerklinge für das Schneidsystem in verschiedenen Ansichten;
Figuren 12 und 13 eine Variante der Messerklinge in verschiedenen Ansichten;
Figuren 14 und 15 eine weitere Variante der Messerklinge in verschiedenen Ansichten;
Figuren 16 bis 18 eine weitere Variante der Messerklinge in verschiedenen Ansichten;
Figur 19 eine vergleichende Darstellung von Varianten der Messerklingen gemäß Figuren 12, 14 und 16;
Figur 20 ein Diagramm zur vergleichenden Darstellung erreichbarer Fahrgeschwindigkeiten mit den Varianten der Messerklingen gemäß Figur 19; Figur 21 ein weiteres Diagramm zur vergleichenden Darstellung erreichbarer Fahrgeschwindigkeiten mit den Varianten der Messerklingen gemäß Figur 19.
Die Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Schneidsystems für ein Schneidwerk einer Landmaschine in einer schematischen Teildarstellung. Die Figur 2 zeigt das Schneidwerk in einer Seitenansicht. In der Figur 3 ist ein Messer 14 des Schneidwerks als Detail dargestellt. Die Figuren 1 bis 3 werden nachfolgend gemeinsam beschrieben. Das Schneidsystem umfasst einen Fingerbalken 19 mit daran befestigten Mähfingern 18, wobei die Mähfinger 18 zueinander jeweils in einen Abstand A angeordnet sind, und das Messer 14 mit an einer Messerschiene 22 befestigten Messerklingen 10, wobei das Messer 14 relativ zu dem Fingerbalken 19 hin- und hergehend geführt ist, wobei die Messerklingen 10 eine Klingenteilung T aufweisen und wobei das Messer 14 eine hin- und hergehende Bewegung mit einem Hub H ausführt. Der Abstand A kann der Klingenteilung T entsprechen, während der Hub H etwa dem zweifachen der Klingenteilung T entspricht, was auch als Doppelhub bezeichnet werden kann. Die Klingenteilung T weist einen Wert zwischen 58,5 Millimeter und 63,5 Millimeter auf.
Die Messerklingen 10 weisen jeweils eine Messerspitze 11 auf, wobei die Messerklingen 10 entlang einer Längsachse L nebeneinander angeordnet sind. Die Klingenteilung T ist als ein Abstand zwischen zur Längsachse L orthogonalen Mittellinien C zweier benachbarter Messerklingen 10 definiert, vgl. Figur 5. Die Mähfinger 18 weisen jeweils eine Fingerspitze 20 auf, wobei die Mähfinger 18 entlang der Längsachse L nebeneinander angeordnet sind und wobei der Abstand A als ein Abstand zwischen den Fingerspitzen definiert ist. Ein Antrieb 21 kann das Messer 14 antreiben, wobei eine Drehzahl des Antriebs 21 zwischen 450 und 750 Umdrehungen pro Minute beträgt und wobei das Messer 14 je Umdrehung des Antriebs eine der hin und hergehenden Bewegungen mit dem Hub H ausführt. Die Drehzahl des Antriebs 21 kann beispielsweise 540 Umdrehungen pro Minute betragen.
Das Messer 14 umfasst beispielsweise eine Messerschiene 22, die nachfolgend auch als Messerrücken 22 bezeichnet wird. An der Messerschiene 22 ist eine Vielzahl der Messerklingen 10 befestigt. Die Messerklingen 10 sind an dem Messerrücken 22 nebeneinander entlang der Längsachse L angeordnet und befestigt. Der Messerrücken 22 ist mit einem Verbindungsabschnitt 25 verbunden. Der Verbindungsabschnitt 25 dient zum Koppeln des Messers 14 an den Messerantrieb 21 zum Hin- und Herbewegen des Messers 14 entlang der Längsachse L. Die Messerklingen 10 können jeweils über eine und/oder mehrere Befestigungselemente 26, wie Schrauben und/oder Muttern mit dem Messerrücken 22 verbunden sein. Dem Fachmann sind weitere Möglichkeiten der Befestigung des Messers 14 bekannt.
Die Messerklingen 10 weisen jeweils einen Schneidenabschnitt 27 und einen Befestigungsbereich 9 mit einer Hinterkante 8 auf, die entlang einer Arbeitsrichtung P aufeinander folgend angeordnet sind. Eine Arbeitsrichtung P ist senkrecht zur Längsachse L ausgerichtet und entspricht beispielsweise einer Fahrtrichtung einer landwirtschaftlichen Maschine. In der Arbeitsrichtung P betrachtet stehen die Schneidenabschnitte 27 der Messerklingen 10 nach vorne von dem Messerrücken 22 vor. Über den Befestigungsbereich 9 sind die Messerklingen 10 jeweils in Anlage zum Messerrücken 22 angeordnet. Die Hinterkanten 8 der Messerklingen 10 können in Arbeitsrichtung P nach hinten über den Messerrücken 22 vorstehen. An dem Schneidenabschnitt 27 der jeweiligen Messerklinge 10 sind Schneiden 3 ausgebildet und winklig derart zueinander ausgerichtet, dass sie in Arbeitsrichtung P spitz zulaufen. Eine Gerade entlang der Schneide 3 schließt mit der Arbeitsrichtung P einen konstanten Klingenwinkel K zwischen 20 Grad und 27 Grad, insbesondere von etwa 21 Grad, ein.
Die Messerklingen 10 sind in der dargestellten Ausführungsform alle gleich ausgerichtet, nämlich mit einer Unterseite 2 dem Messerrücken 22 zugewandt. Alle Oberseiten 1 der Messerklingen 10 sind dem Messerrücken 22 abgewandt.
In der Figur 4 ist eine schematische Teilansicht des Schneidsystems gemäß einer weiteren Ausführungsform dargestellt. Die Figur 5 zeigt das Messer 14 des Schneidsystems gemäß Figur 4. Die Figuren 4 und 5 werden gemeinsam beschrieben. In der Figur 5 ist die Klingenteilung T als der Abstand zwischen den zur Längsachse L orthogonalen Mittellinien C zweier benachbarter Messerklingen 10 angegeben. Der Aufbau entspricht weitgehend der Ausführungsform gemäß Figur 1 und wird nicht erneut beschrieben. Gleiche Bauteile sind mit identischen Bezugszeichen versehen. Die dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich in der Anordnung der Messerklingen 10. Diese sind wechselseitig an dem Messerrücken 22 angeordnet. Abwechselnd ist die Oberseite 1 und die Unterseite 2 dem Messerrücken 22 zugewandt.
In der Figur 6 ist schematisch ein Referenzschneidsystem dargestellt, das nicht beansprucht wird. Das Referenzschneidsystem entspricht in Bezug auf Eigenschaften, welche die Belastung des Antriebs beeinflussen, dem beanspruchten Schneidsystem, bis auf folgende Parameter des Referenzschneidsystem:
- eine Klingenteilung Tref von 76,2 Millimeter oder 3 Zoll,
- ein Hub Href von 84,6 Millimeter oder 3,33 Zoll und
- eine Masse Mref des Referenzmessers, bezogen auf seine Länge entlang der Längsachse, von mindestens 21 g/cm, insbesondere von 22,33 g/cm oder 1 ,5 Pfund pro Fuß (Ib/ft).
Das Referenzschneidsystem entspricht dem beanspruchten Schneidsystem in sämtlichen Eigenschaften, außer den genannten Parametern und durch die Parameter bedingte Eigenschaften. Beispielsweise weist das Referenzschneidsystem mit der Klingenteilung Tref von 76,2 Millimeter oder 3 Zoll bei identischer Breite des Schneidwerks eine geringere Anzahl von Klingen auf. Bei einem Schneidwerkssegment von 5 Fuß Breite weist das Referenzmesser 48 Klingen auf, während das Messer des beanspruchten Schneidsystems 60 Klingen aufweisen kann. Hinsichtlich der nicht mit den abweichenden Parametern in Zusammenhang stehenden Eigenschaften stimmt das Referenzschneidsystem dem beanspruchten Schneidsystem überein. Beispielsweise sind die hier nicht gezeigten Antriebskinematiken identisch.
Eine Belastung des Antriebs 21 der Ausführungsformen gemäß der Figuren 1 und 4 durch eine Fliehkraft des jeweiligen Messers 14 ist bei einer Drehzahl des Antriebs 21 von 540 Umdrehungen pro Minute kleiner oder gleich der Belastung des Antriebs durch die Fliehkraft eines Referenzmessers 14' des Referenzschneidsystems gemäß Figur 6 bei einer Drehzahl des Antriebs von 600 Umdrehungen pro Minute. Die Figuren 7 bis 11 zeigen eine andere beispielhafte Messerklinge 10 in verschiedenen Ansichten. In der Figur 7 ist die Messerklinge 10 in einer Ansicht auf eine Oberseite 1 dargestellt. In der Figur 8 ist die Messerklinge aus Figur 3 in einer um 90 Grad gedrehten Ansicht von der Seite dargestellt, in der die Lage der Messerspitze 11 vom und der Hinterkante 8 hinten, sowie die insgesamt flache Form der Messerklinge 10 mit der Oberseite 1 und einer Unterseite 2 erkennbar sind. In der Figur 9 ist ein Schnitt entlang der Linie A-A aus Figur 7 in zweifacher Vergrößerung dargestellt. Die Figur 10 zeigt eine Ansicht auf die Unterseite 2 der Messerklinge 10 und die Figur 11 zeigt wiederum eine gegenüber der Figur 7 um 90 Grad gedrehte Ansicht auf die Hinterkante 8 in einer vergrößerten Darstellung.
Nachfolgend wird auf die Figuren 7 bis 11 gemeinsam Bezug genommen. Die Messerklinge 10 weist zwei Schneiden 3 zum Schneiden von Erntegut auf, deren jeweils äußerer Rand eine Schneidkante bildet. An der im Ausführungsbeispiel eher stumpf geformt Messerspitze 11 laufen die Schneiden 3 annähernd zusammen und bilden so die in etwa dreieckförmige Gestalt des vorderen Teils der Messerklinge 10. Dieser Teil der Messerklinge 10 weist eine etwa dreieckförmige Ausnehmung 5 mit einem um laufenden Randbereich 7 auf. Die Bewegungsrichtung des Messers 14 mit der Messerklinge 10 zum Schneiden des Ernteguts ist quer zu der Arbeitsrichtung P (Figur 2), insbesondere in etwa rechtwinklig dazu, in Einbaulage horizontal oder leicht angewinkelt, was der Zeichenebene in Figur 3 entspricht. An den etwa dreieckförmigen Schneidenabschnitt 27 der Messerklinge 10 schließt sich der in der Ansicht etwa rechteckförmiger Befestigungsbereich 9 an, welcher mit der Hinterkante 8 abschließt. Der Befestigungsbereich 9 weist Befestigungsmittel 17 zur Montage der Messerklinge 10 auf, welche an dem Messerbalken (22, Figur 1 ) montiert wird.
Die Oberfläche der Unterseite 2 ist aus einer in der Ebene E (vgl. Figur 7) angeordneten Planfläche 4 und dem oberhalb der Ebene E verlaufenden Aussparungsbereich 6 zusammengesetzt, wie in den Figuren 5 und 6 zu erkennen ist. Die Höhe Z der Messerklinge 10 entspricht dem maximalen Abstand zwischen der Oberseite 1 und der Planfläche 4 in einer Normalenrichtung N zu der Ebene E, wie in Figur 7 dargestellt. Eine Oberfläche der Oberseite 1 ist wiederum aus einer in einer oberen Ebene OE (Figur 7) angeordneten oberen Planfläche 15 und einem außerhalb der oberen Ebene OE verlaufenden Oberseitenbereich 16 zusammengesetzt. Die Materialstärke M der Messerklinge 10 entspricht dem Abstand zwischen der Oberseite
1 und der Unterseite 2, welcher in Normalenrichtung N gemessen wird. Die Materialstärke M der Messerklinge 10 ist dabei zumindest bereichsweise geringer als die Höhe Z der Messerklinge 10, wie beispielhaft anhand einer Messstelle in der Figur 20 dargestellt. Die untere Ebene E und die obere Ebene OE sind vorzugsweise parallel zueinander ausgerichtet und um die Höhe Z der Messerklinge 10 zueinander beabstandet.
Die Planfläche 4 kann eine Fläche sein, deren Planarität, auch als Planizität bezeichnet, größer ist als bei dem Aussparungsbereich 6. Beliebige Punkte auf der Planfläche 4 sind also räumlich in der Ebene E angeordnet. Der Aussparungsbereich 6 bildet ebenfalls eine Fläche, die im Vergleich unebener, also gekrümmt oder gewölbt sein kann, so dass Punkte auf der Fläche des Aussparungsbereichs 6 räumlich in unterschiedlichen Ebenen angeordnet sind. Die Planfläche 4 umfasst eine Mehrzahl an Teilflächen. Im Bereich der Schneiden 3 der Messerklinge weist die Oberfläche der Unterseite 2 eine Teilfläche 4A der Planfläche 4 auf. An der Oberfläche der Unterseite
2 können unmittelbar an der im Bereich der Schneiden 3 angeordneten Teilfläche 4A Verschleißmarken 12 zur Bestimmung eines Verschleißes an der Schnittkante angeordnet sein. Eine weitere Teilfläche 4B der Planfläche 4 der Oberfläche der Unterseite 2 ist um die Ausnehmung 5 herum, in dem Randbereich 7 der Ausnehmung 5 angeordnet. An der Hinterkante 8 der Messerklinge sind an der Oberfläche der Unterseite 2 eine Mehrzahl von Teilflächen 4C der Planfläche 4 angeordnet. Schließlich ist noch eine Teilfläche 4D der Planfläche 4 in dem Befestigungsbereich 9 angeordnet.
An der Hinterkante 8 der Messerklinge an der Oberfläche der Oberseite 1 sind vorzugsweise mehrere obere Teilflächen 15C der oberen Planfläche 15 angeordnet, wobei die oberen Teilflächen 15C jeweils dem Aussparungsbereich 6 an der Hinterkante 8 auf der Unterseite 2 gegenüberliegend angeordnet sind. Die oberen Teilflächen 15C sind entlang der Hinterkante 8 jeweils von dem Oberseitenbereich 16 unterbrochen, wobei die Teilflächen 4C auf der Unterseite 2 jeweils dem Oberseitenbereich 16 gegenüberliegen, sodass die oberen Teilflächen 15C entlang der Hinterkante 8 abwechselnd mit den Teilflächen 4C auf der Unterseite 2 angeordnet sind. Dadurch lässt sich die Messerklinge 10 sowohl mit der Unterseite 2 dem Messerbalken (22, Figur 2) zugewandt, als auch mit der Oberseite 1 dem Messerbalken zugewandt montieren. Die verringerte Fläche an der Hinterkante 8, die sich aus der in Figur 7 erkennbaren Wellenform ergibt, verringert darüber hinaus vorteilhaft die Reibung gegenüber die Messerklinge 10 nach hinten abstützenden Führungselementen (nicht dargestellt).
In den Figuren 12 und 13, die gemeinsam beschrieben werden, ist eine Variante der Messerklinge 10 in einer Seitenansicht und in einer perspektivischen Ansicht dargestellt. Die Darstellung ist schematisiert und dient der Erläuterung von Ausführungsformen der Schneiden 3. Merkmale der Oberflächen und der Hinterkante, wie in den Figuren 7 bis 11 dargestellt, sind hier nicht gezeigt, können aber mit den nachfolgend beschriebenen Merkmalen kombiniert werden. Die Messerklinge 10 gemäß der Figuren 12 und 13 weist den Schneidenabschnitt 27 mit zwei Schneiden 3 und den Befestigungsbereich 9 mit Löchern als Befestigungsmitteln 17 auf. Eine Schneidfase 28 jeder Schneide 3 ist nur auf der Oberseite 1 angeordnet. Die Schneidfasen 28 bilden am äußeren Rand mit der Unterseite 2 der Messerklinge die Schneidkante. Der Klingenkonstanten Klingenwinkel K zwischen 20 Grad und 27 Grad auf.
In den Figuren 14 und 15, die gemeinsam beschrieben werden, ist eine weitere Variante der Messerklinge 10 in einer Seitenansicht und in einer perspektivischen Ansicht dargestellt. Merkmale der Oberflächen und der Hinterkante, wie in den Figuren 7 bis 11 dargestellt, sind hier nicht gezeigt, können aber mit den nachfolgend beschriebenen Merkmalen kombiniert werden. Die Messerklinge 10 gemäß der Figuren 14 und 15 weist den Schneidenabschnitt 27 mit zwei Schneiden 3 und den Befestigungsbereich 9 mit Löchern als Befestigungsmitteln 17 auf. Die Schneidfasen 28 der Schneiden 3 sind nur auf der Oberseite 1 der Messerklinge 10 angeordnet und weisen jeweils eine Knickstelle 29 auf. Die Schneidfasen 28 bilden am äußeren Rand mit der Unterseite 2 der Messerklinge die Schneidkante. Ein erster konstanter Klingenwinkel K1 von beispielsweise 21 Grad ist weniger spitz als ein zweiter konstanter Klingenwinkel K2 von beispielsweise 15 Grad.
In den Figuren 16 bis 18, die gemeinsam beschrieben werden, ist eine weitere Variante der Messerklinge 10 in einer Seitenansicht und in einer perspektivischen Ansicht dargestellt. Merkmale der Oberflächen und der Hinterkante, wie in den Figuren 7 bis 11 dargestellt, sind hier nicht gezeigt, können aber mit den nachfolgend beschriebenen Merkmalen kombiniert werden. Die Messerklinge 10 gemäß der Figuren 14 und 15 weist den Schneidenabschnitt 27 mit zwei Schneiden 3 und den Befestigungsbereich 9 mit Löchern als Befestigungsmitteln 17 auf. Eine der Schneidfasen 28 ist auf der Oberseite 1 der Messerklinge 10 angeordnet und bildet am äußeren Rand mit der Unterseite 2 der Messerklinge 10 die Schneidkante, während die andere Schneidfase 28 auf der Unterseite 2 der Messerklinge 10 angeordnet ist und am äußeren Rand mit der Oberseite 1 der Messerklinge 10 die Schneidkante bildet. Die zwei Schneidkanten sind somit in Normalenrichtung versetzt in verschiedenen Ebenen angeordnet. Durch die zumindest teilweise Überlappung der Schneidfasen 28 im Bereich der Messerspitze 11 wird vorteilhafterweise eine schmalere Messerspitze 11 ermöglicht als bei der Messerklinge 10 gemäß Figur 12. Der Klingenwinkel K beträgt etwa 21 Grad, wobei das Ausführungsbeispiel dadurch nicht eingeschränkt ist. Vorzugsweise weist die Messerklinge 10 einen konstanten Klingenwinkel K zwischen 20 Grad und 27 Grad auf.
Die Figur 19 zeigt eine vergleichende Darstellung von Varianten von Messerklingen 10. Die mit 10A bezeichnete Messerklinge weist einen Klingenwinkel K von 21 Grad und eine Klingenteilung T von zwei Zoll auf, welche der Erstreckung der Messerklinge in Längsrichtung L (siehe Figur 5) entspricht. Die Messerklinge 10A ist nicht mit dem erfindungsgemäßen Schneidwerk verwendbar. Mit 10B ist die Messerklinge gemäß Figur 12 bezeichnet, die einen Klingenwinkel K von 21 Grad und eine Klingenteilung T von 2,4 Zoll, aufweist. Eine Länge LP des Schneidenabschnitts 27 in Arbeitsrichtung P ist bei gleichem Klingenwinkel K bei der Messerklinge 10B größer als bei der Messerklinge 10A. Mit 10D ist die Messerklinge gemäß Figur 16 bezeichnet, die einen Klingenwinkel K von 21 Grad und eine Klingenteilung T von 2,4 Zoll, aufweist. Wegen der Überlappung der Schneidfasen 28 im Bereich der Messerspitze 11 ist die Länge LP des Schneidenabschnitts 27 in Arbeitsrichtung P bei gleichem Klingenwinkel K bei der Messerklinge 10D größer als bei der Messerklinge 10B. Mit 10C ist die Messerklinge gemäß Figur 14 bezeichnet, die einen ersten Klingenwinkel K1 von 21 Grad und einen zweiten Klingenwinkel K2 von 15 Grad aufweist. Die Klingenteilung T beträgt 2,4 Zoll. Durch den spitzeren Klingenwinkel K2 ist die Länge LP des Schneidenabschnitts 27 in Arbeitsrichtung P größer als bei den Messerklingen 10B und 10D. Der spitzere zweite Klingenwinkel K2 führt zu einem ungünstigeren Schneidverhalten der Messerklinge 10C in diesem Bereich.
In der Figur 20 ist ein Diagramm zur vergleichenden Darstellung erreichbarer Fahrgeschwindigkeiten mit den Varianten der Messerklingen gemäß Figur 19 gezeigt. Auf der Abszisse 30 ist der Hub H in Millimeter angegeben. Auf der Ordinate 31 ist eine erreichbare Fahrgeschwindigkeit einer Erntemaschine dimensionslos angegeben. Kurvenverläufe 32, 33, 34 und 35 zeigen, dass die erreichbare Fahrgeschwindigkeit degressiv mit dem Hub H ansteigt, wobei die Ausprägung des jeweiligen Verlaufs von der Anzahl der Schnitte pro Hub und von der Form der Klinge abhängig ist. Um verschiedene Klingenformen vergleichbar zu machen, wurde die Belastung des Antriebs durch die Fliehkraft des Messers normiert.
Der mit Punkten dargestellte Kurvenverlauf 32 stellt den Zusammenhang von Fahrgeschwindigkeit zu Hub H bei einem Schnitt pro Hub dar. Der Punkt 36 im Kurvenverlauf 32 bezeichnet die erreichbare Fahrgeschwindigkeit mit einer vielfach verwendeten Messerklinge eines einfach schneidenden Referenzschneidwerks mit 3 Zoll Klingenteilung und einem Klingenwinkel von 30 Grad bei einem Hub H von etwa 3,33 Zoll oder 84,6 Millimeter, die nicht mit dem beanspruchten Schneidsystem verwendbar ist, sondern beispielsweise mit dem Referenzschneidsystem gemäß Figur 6. Die erreichbare Fahrgeschwindigkeit des Referenzschneidwerks beträgt 100 Prozent.
Der mit kurzen Strichen dargestellte Kurvenverlauf 33 stellt den Zusammenhang von Fahrgeschwindigkeit zu Hub H bei zwei Schnitten pro Hub dar. Der Punkt 37 im Kurvenverlauf 33 bezeichnet die erreichbare Fahrgeschwindigkeit von 162 Prozent des Referenzschneidwerks mit einer vielfach verwendeten Messerklinge mit 2 Zoll Klingenteilung und einem Klingenwinkel K von 21 Grad bei einem Hub H von 4 Zoll oder 101 ,6 Millimeter, die als Vergleichsbeispiel genannt wird und nicht mit dem beanspruchten Schneidsystem verwendbar ist. Der Punkt 38 im Kurvenverlauf 33 bezeichnet die erreichbare Fahrgeschwindigkeit von 182 Prozent mit der Messerklinge 10B gemäß Figuren 12 und 19, die mit dem beanspruchten Schneidsystem verwendbar ist. Die Messerklinge 10B weist 2,4 Zoll als Klingenteilung T und einem Klingenwinkel K von 21 Grad bei einem Hub H von 4,8 Zoll oder 121 ,9 Millimeter auf. Wenn der Hub H in der Praxis weniger als das Zweifache der Klingenteilung beträgt, so liegt die erreichbare Fahrgeschwindigkeit entsprechend niedriger auf dem Kurvenverlauf 33.
Der mit langen Strichen und Punkten dargestellte Kurvenverlauf 34 stellt den Zusammenhang von Fahrgeschwindigkeit zu Hub H bei zwei Schnitten Schnitt pro Hub dar. Der Punkt 39 im Kurvenverlauf 34 bezeichnet die erreichbare Fahrgeschwindigkeit von 210 Prozent mit der mit dem beanspruchten Schneidsystem verwendbaren Messerklinge 10C gemäß Figuren 14 und 19, mit 2,4 Zoll Klingenteilung, einem ersten Klingenwinkel K1 von 21 Grad und einem zweiten Klingenwinkel K2 von 15 Grad bei einem Hub H von 4,8 Zoll oder 121 ,9 Millimeter dar. Wenn der Hub H in der Praxis weniger als das Zweifache der Klingenteilung beträgt, so liegt die erreichbare Fahrgeschwindigkeit entsprechend niedriger auf dem Kurvenverlauf 34.
Der mit mittellangen Strichen dargestellte Kurvenverlauf 35 stellt den Zusammenhang von Fahrgeschwindigkeit zu Hub H bei zwei Schnitten Schnitt pro Hub dar. Der Punkt 40 im Kurvenverlauf 35 bezeichnet die erreichbare Fahrgeschwindigkeit von 196 Prozent der mit dem beanspruchten Schneidsystem verwendbaren Messerklinge 10D gemäß Figuren 16 und 19, mit 2,4 Zoll Klingenteilung und einem Klingenwinkel von 21 Grad bei einem Hub H von 4,8 Zoll oder 121 ,9 Millimeter dar. Die erreichbare Fahrgeschwindigkeit ist geringer als mit der Messerklinge 10C, deren spitzer Klingenwinkel K2 von 15 Grad jedoch zu einem schlechteren Schnittverhalten führt. Wenn der Hub H in der Praxis weniger als das Zweifache der Klingenteilung beträgt, so liegt die erreichbare Fahrgeschwindigkeit entsprechend niedriger auf dem Kurvenverlauf 35.
In der Figur 21 ist ein weiteres Diagramm zur vergleichenden Darstellung der erreichbaren Fahrgeschwindigkeiten mit den Varianten der Messerklingen gemäß Figur 19 gezeigt. Auf der Abszisse 30' ist der Hub H in Millimeter angegeben, wobei die jeweiligen Hübe H identisch mit denen der Figur 20 sind. Auf der Ordinate 31 ' ist eine erreichbare Fahrgeschwindigkeit dimensionslos angegeben. Die Belastung des Antriebs ist für alle dargestellten Varianten gleich, so dass ein relativer Vergleich möglich ist. Für die Kurvenverläufe 33' , 34' und 35' der Messerklingen gemäß Figur 19 ist eine Massereduktion von 30 Prozent gegenüber den entsprechenden Kurvenverläufen 33, 34, 35 in Figur 20 berücksichtigt. Der Kurvenverlauf 32 des Referenzsystems ist unverändert. Der Punkt 36 im Kurvenverlauf 32 bezeichnet die erreichbare Fahrgeschwindigkeit des einfach schneidenden Referenzschneidwerks von 100 Prozent.
Der Punkt 37' im Kurvenverlauf 33' bezeichnet die erreichbare Fahrgeschwindigkeit von 195 Prozent mit der nicht mit dem beanspruchten Schneidsystem verwendbaren Messerklinge 10A gemäß Figur 19, unter Berücksichtigung der Massereduktion von 30 Prozent bei ansonsten identischen Parametern. Der Punkt 38' im Kurvenverlauf 33' bezeichnet die erreichbare Fahrgeschwindigkeit von 217 Prozent mit der Messerklinge 10B gemäß Figuren 12 und 19, unter Berücksichtigung der Massereduktion von 30 Prozent bei ansonsten identischen Parametern. Der Punkt 39' im Kurvenverlauf 34' bezeichnet die erreichbare Fahrgeschwindigkeit von 251 Prozent mit der Messerklinge 10C gemäß Figuren 14 und 19, unter Berücksichtigung der Massereduktion von 30 Prozent bei ansonsten identischen Parametern. Der Punkt 40' im Kurvenverlauf 35' bezeichnet die erreichbare Fahrgeschwindigkeit von 234 Prozent der Messerklinge 10D gemäß Figuren 16 und 19, unter Berücksichtigung der Massereduktion von 30 Prozent bei ansonsten identischen Parametern. Wenn der Hub H in der Praxis weniger als das Zweifache der Klingenteilung T beträgt, so liegt die erreichbare Fahrgeschwindigkeit entsprechend niedriger auf dem jeweiligen Kurvenverlauf 33‘, 34‘, 35‘.
Bezugszeichenliste
1 Oberseite
2 Unterseite
3 Schneide
4 Planfläche
4A Teilflächen der Planfläche
4B Teilflächen der Planfläche
4C Teilflächen der Planfläche
4D Teilflächen der Planfläche
5 Ausnehmungen
6 Aussparungsbereich
7 Randbereich der Ausnehmung
8 Hinterkante der Messerklinge
9 Befestigungsbereich
10 Messerklingen
11 Messerspitze
12 Verschleißmarken
14 Messer
14‘ Referenzmesser
15 Obere Planfläche
15C Obere Teilflächen der oberen Planfläche an der Hinterkante
16 Oberseitenbereich
17 Befestigungsmittel, Loch
18 Mähfinger
19 Fingerbalken
20 Fingerspitze
21 Antrieb
22 Messerschiene, Messerrücken 25 Verbindungsabschnitt
26 Befestigungselement, Schraube, Mutter
27 Schneidenabschnitt
28 Schneidfase
29 Knickstelle
30, 30' Abszissen
31 , 31 ' Ordinaten
32-35 Kurvenverläufe
33‘-35‘ Kurvenverläufe
36-40 Punkte
37‘-40‘ Punkte
L Längsachse
H Hub
T Teilung
A Abstand
C Mittellinie
Href Referenzhub
Tref Referenzteilung
Aref Referenzabstand
OE Obere Ebene
E Ebene
N Normalenrichtung
Z Höhe der Messerklinge
P Arbeitsrichtung
M Materialstärke
K Klingenwinkel
K1 Erster Klingenwinkel
K2 Zweiter Klingenwinkel
LP Länge des Schneidenabschnitts in Arbeitsrichtung

Claims

Schneidsystem für ein Schneidwerk Ansprüche
1 . Schneidsystem für ein Schneidwerk einer Landmaschine, umfassend einen Fingerbalken (19) mit daran befestigten Mähfingern (18); ein Messer (14) mit an einer Messerschiene (22) befestigten Messerklingen (10), wobei das Messer relativ zu dem Fingerbalken hin und hergehend geführt ist, wobei die Messerklingen eine Klingenteilung T aufweisen und wobei das Messer eine hin und hergehende Bewegung mit einem Hub H ausführt, wobei der Hub H mindestens dem eineinhalbfachen der Klingenteilung T entspricht und wobei die Klingenteilung T einen Wert zwischen 58,5 Millimeter und 63,5 Millimeter aufweist.
2. Schneidsystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Klingenteilung T einen Wert von 61 Millimeter oder 2,4 Zoll aufweist, wobei der Hub H um einen Faktor zwischen 1 ,9 und 2,1 größer als die Klingenteilung T ist.
3. Schneidsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Messer bezogen auf seine Länge entlang einer Längsachse (L) eine Masse M von weniger als 20 g/cm aufweist, insbesondere von weniger als 18 g/cm und besonders bevorzugt von weniger als 16 g/cm.
4. Schneidsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messerklingen (10) jeweils eine Mittellinie (C) aufweisen, wobei die Messerklingen entlang einer Längsachse (L) des Schneidsystems nebeneinander angeordnet sind, wobei die Klingenteilung T als ein Abstand zwischen den Mittellinien benachbarter Messerklingen definiert ist.
5. Schneidsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mähfinger (18) jeweils eine Fingerspitze (20) aufweisen, wobei die Mähfinger entlang der Längsachse (L) nebeneinander angeordnet sind, wobei die Mähfinger zueinander jeweils in einem Abstand A angeordnet sind, wobei der Abstand A als ein Abstand zwischen den Fingerspitzen definiert ist, wobei der Abstand A insbesondere der Klingenteilung T entspricht, und wobei die Mähfinger in mindestens zwei Varianten unterschiedlicher Fingerlänge in Arbeitsrichtung vorgesehen sind.
6. Schneidsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Antrieb (21 ) das Messer (14) antreibt, wobei eine Drehzahl des Antriebs zwischen 450 und 750 Umdrehungen pro Minute beträgt und wobei das Messer je Umdrehung des Antriebs eine hin und hergehenden Bewegung mit dem Hub H ausführt.
7. Schneidsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Belastung des Antriebs (21 ) durch eine Fliehkraft des Messers (14) bei einer Drehzahl des Antriebs von 90 Prozent einer Drehzahl eines Antriebs eines Referenzschneidsystems kleiner oder gleich der Belastung des Antriebs (21 ) durch die Fliehkraft eines Referenzmessers des Referenzschneidsystems ist, wobei das Referenzschneidsystem in Bezug auf Eigenschaften, welche die Belastung des Antriebs beeinflussen, dem Schneidsystem entspricht, bis auf folgende Parameter des Referenzschneidsystems:
- eine Klingenteilung Tref von 76,2 Millimeter oder 3 Zoll,
- ein Hub Href von 84,6 Millimeter oder 3,33 Zoll,
- eine Masse Mref des Referenzmessers, bezogen auf seine Länge entlang der Längsachse (L), von mindestens 21 g/cm, insbesondere von 22,33 g/cm oder 1 ,5 Ib/ft.
8. Schneidsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messerklingen (10) eine Oberseite (1 ) und eine Unterseite (2) aufweisen, wobei die Messerklingen an der Messerschiene (22) sowohl mit der Messerschiene zugewandter Oberseite, als auch mit der Messerschiene zugewandter Unterseite befestigbar sind, wobei die Messerklingen (10) an der Messerschiene (22) insbesondere im Wechsel mit der Messerschiene (22) zugewandter Oberseite (1 ) und mit der Messerschiene zugewandter Unterseite (2) befestigt sind.
9. Schneidsystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Oberfläche der Unterseite (2) aus einer in einer Ebene (E) angeordneten Planfläche (4) und einem oberhalb der Ebene verlaufenden Aussparungsbereich (6) zusammengesetzt ist, wobei eine Höhe der Messerklinge (10) einem maximalen Abstand (Z) zwischen der Oberseite und der Planfläche in einer Normalenrichtung (N) zu der Ebene entspricht.
10. Schneidsystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Materialstärke der Messerklinge (10) zumindest bereichsweise geringer ist als die Höhe (H) der Messerklinge, wobei die Materialstärke der Messerklinge einem Abstand zwischen der Oberseite (1 ) und der Unterseite (2) entspricht.
11. Schneidsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messerklingen (10) einen konstanten Klingenwinkel (K) aufweisen, wobei der Klingenwinkel (K) einen Wert zwischen 20° und 27°aufweist.
12. Schneidsystem nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Klingenwinkel (K) einen Wert von etwa 21 ° beträgt.
13. Schneidsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messerklingen (10) abschnittsweise einen ersten konstanten Klingenwinkel (K1 ) und abschnittsweise einen von dem ersten Klingenwinkel (K1 ) verschiedenen zweiten konstanten Klingenwinkel (K2) aufweisen.
14. Schneidsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messerklingen (10) eine Oberseite (1 ) und eine Unterseite (2) aufweisen, wobei zwei Schneidfasen (28) vorgesehen sind und wobei eine der Schneidfasen auf der Oberseite und die andere Schneidfase auf der Unterseite angeordnet ist.
15. Schneidsystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidfasen (28) sich im Bereich einer Messerspitze (11 ) vollständig überlappen.
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