DE3733063A1 - Segmentmesser eines schneidwerkes einer landmaschine - Google Patents
Segmentmesser eines schneidwerkes einer landmaschineInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Schneidwerke von
Landmaschinen, die vorwiegend zum Beschneiden von
dickstengeligen Kulturen und Sträuchern, beispielsweise von
Teesträuchern, eingesetzt werden und betrifft insbesondere
ein Segmentmesser eines Schneidwerkes dieser Maschinen.
Es ist ein Segmentmesser eines Schneidwerkes einer
Landmaschine bekannt, das eine Oberseite und eine
Unterseite, die zueinander parallel sind, einen Grundkörper,
eine Spitze und Schneiden mit einem geradlinigen Profil der
Schneidkanten besitzt, von denen jede durch eine seitliche
Fase und die Unterseite gebildet ist, welche sich schneiden
(SU, A, 9 62 153).
Jedoch verlangt ein solches Messer eine erhöhte Leistung,
die zu Durchführung des Abschneidens der Pflanzen
erforderlich ist. Dies ist dadurch bedingt, daß das
Abschneiden der Pflanzen mittels der Schneiden des
Segmentmessers mit einem geradlinigen Profil der
Schneidkanten durch geneigten Schnitt erfolgt, der dem
ziehenden Schnitt bedeutend nachsteht.
Bekannt ist ebenfalls ein Segmentmesser (SU, A, 9 17 767), das
eine Oberseite und eine Unterseite, die parallel zueinander
sind, einen Mitnehmer, einen Grundkörper, eine Spitze und
Schneiden mit einem krummlinigen Profil der Schneidkanten
enthält, von denen jede durch eine seitliche und eine untere
Fase gebildet ist, welche sich schneiden. Dieses Messer hat
eine konstante Dicke über die Länge der Schneiden.
Allerdings kennzeichnet sich dieses Messer auch durch eine
hohe erforderliche Energieintensität für die Ausführung des
Abschneidens der Pflanzen, insbesondere der Zweige (Stengel)
von Sträuchern (grobstengeligen Kulturen), deren Durchmesser
das Gesamtmaß der Breite dar Schneiden des Schneid- und des
Gegenschneidsegmentes übersteigt. Dies erklärt sich dadurch,
daß während des Eindringens der Schneide in einen
durchzuschneidenden Zweig eine Verformung desselben durch
die seitlichen Fasen geschieht, wobei in der Einschnittiefe,
welche die Schneidenbreite nicht übersteigt, das Eindringen
des Segments mit einer minimalen Energieintensität dank der
kinematischen Transformation des Zuschärfungswinkels der
Schneide und dem ziehenden Schnitt vor sich geht.
Der ziehende Schnitt gewährleistet im Vergleich mit dem
geneigten Schnitt einen Kraftgewinn in einer der Breite der
Segmentschneide gleichen Einschnittiefe durch Verminderung
der Materialverformung und Übertragung der Reibungskraft von
der normalen Richtung auf die tangentiale Richtung.
Beim weiteren Eindringen der Segmentschneide in den
durchzuschneidenden Zweig führen die Fasen der Schneide
wegen konstanter Schneidendicke eine Verformung des Holzes
der Pflanze in der gesamten Höhe und auf einer Länge des
Einschnittes aus, die bis zur Größe des Durchmessers des
abzuschneidenden Zweiges zunimmt, was zur Erhöhung von
Widerstandskräften gegen die Verformung des Stengelholzes
durch die seitliche und die untere Fase sowie von
Reibungskräften beim Reiben des Holzes an der seitlichen und
der unteren Fase, an der Ober- und der Unterseite auf einen
Maximalwert führt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein
solches Segmentmesser eines Schneidwerkes einer Landmaschine
zu schaffen, dessen Schneiden es ermöglichen, die
Widerstandskräfte gegen das Durchschneiden des Holzes der
Zweige während ihres Abschneidens bei Vergrößerung der Tiefe
und Breite des Einschnittes und gleichzeitiger Verringerung
seiner Höhe herabzumindern, was die Möglichkeit bietet, die
Verformung des Holzes und den Leistungsbedarf für das
Abschneiden der Zweige zu verringern. Die gestellte Aufgabe
wird dadurch gelöst, daß im Segmentmesser eines
Schneidwerkes einer Landmaschine, enthaltend eine Oberseite
und eine Unterseite, die parallel zueinander sind, Schneiden
mit einem krummlinigen Profil der Schneidkanten, von denen
jede durch eine seitliche und eine untere Fase, welche sich
schneiden, gebildet ist, einen Mitnehmer, einen Grundkörper
und eine Spitze, erfindungsgemäß die Schneiden über die
Länge mit einer veränderlichen Dicke ausgeführt sind, welche
von der Spitze aus zum Grundkörper hin stetig zunimmt.
Entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung kann die
veränderliche Dicke der Schneide dadurch gebildet sein, daß
längs der Kontur der Schneiden auf der Oberseite des Messers
zusätzliche Flächen ausgebildet sind, die in bezug auf die
Unterseite vom Grundkörper aus zur Spitze hin geneigt sind.
Hierbei ist es zweckmäßig, daß die zusätzlichen geneigten
Flächen mit der Oberseite des Segmentes eine
Versteifungsrippe bilden.
Dadurch, daß die Messerschneiden mit einer veränderlichen
Dicke über die Länge ausgeführt sind, kann mit dem
fortschreitenden Eindringen der Schneide in das
durchzuschneidende Material (den Zweig) die Einschnitthöhe
und demnach auch die Verformung des Holzes verringert
werden. Hierdurch wird eine Verminderung der
Widerstandskräfte gegen die Verformung des Holzes der Zweige
durch die seitliche Fase und der Reibungskräfte beim Reiben
des Holzes an der seitlichen und der unteren Fase, an der
Oberseite und der Unterseite sichergestellt, was
dementsprechend die Energieintensität des Abschneidens der
Zweige verringert.
Die Bildung einer Versteifungsrippe gestattet es, die
Steifigkeit des Segmentes in der Querebene sicherzustellen
und dadurch ein Aneinanderstoßen der Schneiden von Schneid-
und Gegenschneidsegmenten im Schneidwerk auszuschließen.
Somit erlauben es die genannten Besonderheiten des
Segmentmessers gegenüber den bekannten Segmentmessern, die
Energieintensität des Abschneidens der Zweige
herabzumindern, was im Endergebnis beim Einsatz des
Segmentmessers in Schneidwerken die Verwendung eines
Antriebs mit minimaler Leistung gestattet.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es
zeigen:
Fig. 1 das Segmentmesser in Draufsicht und
Fig. 2 in Vorderansicht,
Fig. 3 eine andere Ausführungsform des Messers in
Draufsicht,
Fig. 4 in Vorderansicht und
Fig. 5 in Seitenansicht,
Fig. 6 einen Teil des Schneidwerkes mit darin eingebauten
Segmentmessern.
Das Segmentmesser eines Schneidwerkes einer Landmaschine
enthält eine Spitze 1 (Fig. 1), einen Grundkörper 2, einen
Mitnehmer 3, eine Oberseite 4 (Fig. 2) und eine Unterseite
5, sowie Schneiden 6 und 7, deren Schneidkanten 8 und 9
jeweils ein krummliniges Profil aufweisen.
Die Schneidkante 8 der Schneide 6 ist durch eine seitliche
Fase 10 und eine untere Fase 11 gebildet, während die
Schneidkante 9 der Schneide 7 durch eine seitliche Fase 12
und eine untere Fase 13 gebildet ist.
Die Schneiden 6 und 7 sind über die Länge mit einer
veränderlichen Dicke h ausgeführt, die von der Spitze 1 aus
zum Grundkörper 2 hin, das heißt von der Dicke h bis zur
Dicke h 1, stetig zunimmt.
Man kann das Messer mit den Schneiden 6 und 7 veränderlicher
Dicke auf verschiedene Weise, beispielsweise auch wie in
Fig. 3-5 gezeigt, ausführen, d.h., auf der Oberseite 4 des
Messers sind zusätzliche, längs der Kontur der Schneiden 6
und 7 gelegene Flächen 14 bzw. 15 ausgebildet, die in bezug
auf die Unterseite 5 vom Grundkörper 2 aus zur Spitze 1 hin
geneigt sind. Die zusätzlichen Flächen 14 und 15 bilden mit
der Oberseite 4 des Messers eine Versteifungsrippe 16.
Das erfindungsgemäße Segmentmesser wird in einem Schneidwerk
von Landmaschinen verwendet. Das Schneidwerk besteht aus
einem Gegenmesser 17 (Fig. 6) mit Segmenten 18 und aus
Segmentmessern 19 der erfindungsgemäßen Bauart, die am
Gegenmesser 17 mittels Achsen 20 beweglich befestigt und mit
dem Gegenmesser 17 über Achsen 21 verbunden sind. An den
Anordnungsstellen der Achsen 20 sind am Gegenmesser 17
Längsnuten 22 und an den schneidenden Segmentmessern 19
Quernuten 23 vorhanden.
Die Segmentmesser 19 und das Gegenmesser 17 sind an einem
Balken 24 angebracht, dessen Achsen 20 in die Längsnuten 22
des Gegenmessers 17 und die Quernuten 23 im Segmentmesser 13
hineinragen. Die Segmente 18 (im folgenden
Gegenschneidsegmente genannt) besitzen eine Oberseite und
eine Unterseite, die zueinander parallel sind, Schneiden mit
einem konkaven krummlinigen Profil der Schneidkanten 25 und
26, welche in bekannter Weise durch die seitlichen Fasen und
die Unterseite gebildet sind.
Das Schneidwerk mit dem erfindungsgemäßen Segmentmesser
arbeitet folgenderweise.
Die von einer (in der Fig. 6 nicht abgebildeten)
Antriebsvorrichtung herrührende hin- und hergehende Bewegung
des Gegenmessers 17 (Fig. 6) wird über die Achsen 21 zu den
Segmentmessern 19 übertragen und über die am Balken 24
befestigten Achsen 20 in eine schwingende Bewegung der
Segmentmesser 19 umgesetzt.
Die Längsnuten 22 des Gegenmessers 17 und die Quernuten 23
der Segmentmesser 19 gewährleisten die Kinematik der hin-
und hergehenden Bewegung der Segmente 18 des Gegenmessers 17
und der schwingenden Gegenbewegung der Segmentmesser 19,
welche die in die Öffnungen der Paare von
Gegenschneidsegmenten 18 und Schneidsegmenten 19 geratenen
Zweige einklemmen und abschneiden.
Der Prozeß des Abschneidens eines in der Öffnung des
Segmentmessers 19 und des Gegenschneidsegmentes 18
eingeklemmten Zweiges läuft folgenderweise ab.
Die Schneidkante 8 der Schneide 6 bewerkstelligt, indem sie
in das Holz des Zweiges eindringt, eine Vorverdichtung der
Holzschichten des Zweiges und das nachfolgende
Durchschneiden der Schichten im Augenblick der Entstehung
einer Kontaktbruchspannung an der Schneidkante 8.
Gleichzeitig mit der Zerstörung der nachfolgenden
Holzschichten durch die Schneidkante 8 der Schneide 6
beginnen die früher durchgeschnittenen Schichten durch die
seitliche Fase 10 und die untere Fase 11 der Schneide 6 des
Segmentmessers sowie durch die Fase der Schneide 25 oder 26
des Gegenschneidsegmentes 18 verformt zu werden. Mit dem
fortschreitenden Eindringen der Schneide 6 in den
durchzuschneidenden Zweig erfahren die Fase 10 bzw. 11 und
beispielsweise die Fase der Schneide 26 zunehmende
Widerstandskräfte gegen Verdichtung, die entgegen der
Verschiebungsrichtung der Fasen gerichtet sind, und
Widerstandskräfte gegen Zusammenpressung, die senkrecht zur
Unterseite gerichtet sind. Hierbei erfahren die am Schnitt
teilnehmenden Fasen Widerstandskräfte gegen die Verformung
des Holzes, die eine Summe der Projektionen der
Widerstandskräfte gegen Verdichtung und der
Widerstandskräfte gegen Zusammenpressung auf die Richtung
einer Normalen zu den am Schnittvorgang teilnehmenden Fasen
darstellen.
Von den normalen Widerstandskräften gegen die Verformung des
Holzes treten an den am Schnittvorgang teilnehmenden Fasen
10 und 11 und an den Fasen des Gegenschneidsegmentes, der
Unterseite 5 des Segmentmessers 19 und der Unterseite des
Gegenschneidsegmentes 18 Reibungskräfte auf.
Die Summe der Widerstandskräfte gegen die Verformung des
Holzes des Zweigs an den Fasen 10 und 11 der Schneide 6 ist
hierbei bedeutend kleiner als die Widerstandskraft gegen die
Verformung des Holzes des Zweigs an der Schneidfase des
Gegenschneidsegmentes 18. Dies kommt daher, daß die
schwingende Bewegung des Segmentmessers 19 das konvexe
Profil der Schneidkante 8 und die Form der Flächen der Fasen
10 und 11 eine Verringerung des Zuschärfungswinkels der
Schneide 6 in der Verschiebungsrichtung der Punkte der
Schneidkante 8 gewährleisten. Der Zuschärfungswinkel der
Schneide des Gegenschneidsegmentes 18 in der
Geschwindigkeitsrichtung der hin- und hergehenden Bewegung
bleibt konstant. Außerdem führt die Schneide 6 gleichzeitig
die Arbeit im Sinne der Zerstörung der Holzschichten des
Zweigs mittels der Schneidkante 8 und ihre Vervormung
mittels der Fasen 10 und 11 auf einer kleineren Länge als
die Schneide des Gegenschneidsegmentes 18 aus, was durch die
konvexe Schneidkante des Segmentmessers 19, die konkave
Schneidkante des Gegenschneidsegmentes 18 und den konvexen
(Kreis oder Ellipse) Querschnitt des Zweiges bedingt wird.
Dabei nimmt die Schärfe der sich schwingend bewegenden
konvexen Schneidkante 8 beim Segmentmesser 19 im Prozeß
seiner Winkelverschiebung ab, während die Schärfe der
konkaven Schneidkante 25 oder 26 des Gegenschneidsegmentes
18 konstant bleibt.
Die vorstehend beschriebenen Betriebsbedingungen der
Schneide 6 des Segmentmessers 19 im Vergleich mit den
Betriebsbedingungen der Schneide des Gegenschneidsegmentes
18 gewährleisten eine Verminderung der Widerstandskraft
gegen die Verformung des Holzes des Zweigs durch das
Segmentmesser 19, was eine größere Eindringtiefe der
Schneide 6 in den durchzuschneidenden Zweig bestimmt.
Die Gesamtkomponente der Widerstandskräfte gegen
Zusammenpressung an den Fasen 10 und 11 des Schneidsegmentes
19 und die Widerstandskraft gegen Zusammenpressung an der
Fase des Gegenschneidsegmentes 18 bewerkstelligen die
gegenläufige Biegung der Segmente 19 und 18 in vertikalen
Längsebenen.
Mit dem fortschreitenden Eindringen der Schneide 6 des
Schneidsegments 19 in den abzuschneidenden Zweig in eine
Tiefe größer als die Breite der Fase 10 gewährleistet die
geneigte Fläche 14 eine allmähliche Abnahme der Breite der
Fase 10 und der Dicke der das Abschneiden des Zweiges
ausführenden Schneide 6. Dies bestimmt eine verringerte Höhe
des Einschnittes im Zweig bei Vergrößerung der
Einschnittiefe.
Die Verringerung der Höhe des Einschnittes im Zweig mit
dessen größer werdender Tiefe und gleichzeitiger
Vergrößerung der Einschnittlänge, die durch die Form der
Schneide 6 und den Zweigquerschnitt an der Stelle des
Abschneidens bestimmt werden, gestattet es, den
Verformungsgrad des Holzes des Zweigs bei dessen Abschneiden
auf ein Minimum zu reduzieren, was die Widerstandskräfte
gegen Verdichtung und Zusammenpressung an der Fase 10 der
Schneide 6 des Segmentmessers 19 auf ein Mindestmaß
herabsetzt. Die Verminderung der Widerstandskräfte gegen
Verdichtung und Zusammenpressung an der Fase 10 auf ein
Mindestmaß reduziert die Normalkraft auf ein Minimum und
verkleinert zugleich die Kräfte der Reibung des Holzes an
den Fasen 10 und 11 und an den Oberflächen 4 und 5.
Die beim Abschneiden des Zweiges entstehende gegenläufige
Biegung des Segmentmessers 19 und der Segmente des
Gegenmessers 17, die von den Widerstandskräften gegen
Zusammenpressung herrührt, wird durch den von der unteren
Fase 11 gebildeten Abstand zwischen der Schneidkante 8 und
der Unterseite 5 des Segmentmessers 19 ausgeglichen, was
einen Kontakt und ein Ausbröckeln der Schneidkanten 8 und 25
bzw. 26 ausschließt.
Die Breite der geneigten Fläche 14 gewährleistet ein freies
Abschneiden des Zweiges ohne dessen Abstützung gegen die
Versteifungsrippe 16 während des Abschneidens, welche die
Biegefestigkeit des Segmentmessers 19 in der vertikalen
Längsebene verstärkt.
Die Verminderung sämtlicher reaktiven Widerstandskräfte an
den Fasen 10 und 11 der Schneide 6 und an der Unterseite 5
des Segmentmessers 19 auf ein Mindestmaß gestattet es, das
Abschneiden des Hauptteils des Querschnitts von Zweigen
durchzuführen und die Energieintensität beim Abschneiden der
Zweige von Sträuchern und dickstengeligen Kulturen zu
verringern, deren Durchmesser größer als das Gesamtmaß der
Breite der seitlichen Fasen des Segmentmessers 19 und des
Gegenschneidsegmentes 18 ist.
Claims (3)
1. Segmentmesser eines Schneidwerkes einer Landmaschine,
enthaltend eine Oberseite (4) und eine Unterseite (5),
die parallel zueinander sind, Schneiden (6 und 7) mit
einem krummlinigen Profil der Schneidkanten (8 und 9),
von denen jede durch eine seitliche und eine untere Fase,
welche sich schneiden, gebildet ist, einen Mitnehmer (3),
einen Grundkörper (2) und eine Spitze (1),
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schneiden (6 und 7) über die Länge mit einer
veränderlichen Dicke ausgeführt sind, die von der Spitze
(1) aus zum Grundkörper (2) hin stetig zunimmt.
2. Segmentmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß längs der Kontur der Schneiden auf der Oberseite (4)
des Messers zusätzliche Flächen (14 und 15) ausgebildet
sind, die in Bezug auf die Unterseite (5) vom Grundkörper
(2) aus zur Spitze (1) hin geneigt sind.
3. Segmentmesser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die zusätzlichen Flächen (14 und 15) mit der
Oberseite (4) eine Versteifungsrippe (16) bilden.
Priority Applications (3)
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