DE3733063C2 - - Google Patents

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 52 153).

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 der 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.

Bekannt ist ein Schneidwerk mit Segmentmessern (DE-PS 4 19 737), bei dem die Messer zusätzlich zur Schwingbewegung auch eine Schubbewegung in Längsrichtung zum Erzielen eines ziehenden Schnitts ausführen. Jedoch weisen auch diese Messer den Nachteil einer konstanten Schneidendicke auf.

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 Aufgabe wird durch ein Segmentmesser eines Schneidwerkes einer Landmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

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 h₁, 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 19 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 Verformung 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 zum Schneiden von dickstengeligen Pflanzen und Sträucherkulturen, bestehend aus einem Grundkörper (2) und einer Oberseite (4) und eine Unterseite (5), einer Spitze (1), einem Mitnehmer (3) sowie von der Spitze (1) ausgehenden Schneiden (6 und 7), deren Schneidkanten (8 und 9) ein krummliniges Profil aufweisen und aus einer seitlichen und einer unteren Fase gebildet sind, die sich schneiden, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneiden (6 und 7) über ihre Länge von der Spitze (1) bis zum Grundkörper (2) eine stetig zunehmende Dicke aufweisen.

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.