WO2024115002A1 - VERSCHLEIßELEMENT FÜR EIN BODENBEARBEITUNGSWERKZEUG, GRUNDKÖRPER FÜR EIN BODENBEARBEITUNGSWERKZEUG SOWIE BODENBEARBEITUNGSWERKZEUG - Google Patents

VERSCHLEIßELEMENT FÜR EIN BODENBEARBEITUNGSWERKZEUG, GRUNDKÖRPER FÜR EIN BODENBEARBEITUNGSWERKZEUG SOWIE BODENBEARBEITUNGSWERKZEUG Download PDF

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WO2024115002A1
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WO
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wear element
soil
wear
base body
tool
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Application number
PCT/EP2023/078931
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English (en)
French (fr)
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Daniel ARENZ
Dominikus TREFFLER
Original Assignee
Federal Mogul Friedberg Gmbh, A Tenneco Group Company
Treffler Maschinenbau Gmbh & Co. Kg
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Publication date
Application filed by Federal Mogul Friedberg Gmbh, A Tenneco Group Company, Treffler Maschinenbau Gmbh & Co. Kg filed Critical Federal Mogul Friedberg Gmbh, A Tenneco Group Company
Publication of WO2024115002A1 publication Critical patent/WO2024115002A1/de

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    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C37/00—Cast-iron alloys
    • C22C37/06—Cast-iron alloys containing chromium
    • C22C37/08—Cast-iron alloys containing chromium with nickel
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01B—SOIL WORKING IN AGRICULTURE OR FORESTRY; PARTS, DETAILS, OR ACCESSORIES OF AGRICULTURAL MACHINES OR IMPLEMENTS, IN GENERAL
    • A01B23/00—Elements, tools, or details of harrows
    • A01B23/02—Teeth; Fixing the teeth
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01B—SOIL WORKING IN AGRICULTURE OR FORESTRY; PARTS, DETAILS, OR ACCESSORIES OF AGRICULTURAL MACHINES OR IMPLEMENTS, IN GENERAL
    • A01B35/00—Other machines for working soil not specially adapted for working soil on which crops are growing
    • A01B35/20—Tools; Details
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    • A01B15/00—Elements, tools, or details of ploughs
    • A01B15/02—Plough blades; Fixing the blades
    • A01B15/04—Shares
    • A01B15/06—Interchangeable or adjustable shares

Definitions

  • the invention relates to a soil working tool such as a cultivator tip, ploughshare, chisel or pre-cutter or disc coulter, comprising a base body on which a cast cutting/tip element is present, which is pulled through a soil during operation of the soil working tool.
  • a wear element in the form of a cutting element or a tip element or rod element of a soil working tool is provided, which is produced by a casting process.
  • Shares on the market comprise a boron steel base body onto which hard metal plates are soldered.
  • the boron steel base body is subject to high levels of wear, which can lead to the share failing.
  • soldering errors can occur when soldering the hard metal plates on, which can lead to the share failing if the hard metal plates break off or tear off during field work.
  • Soldered hard metal plates are considered non-detachable in the sense that they can be removed and attached during operation or during a break in operation in a field. The hard metal plates wear down unfavorably due to their shape and position, so that the share becomes blunt after a short time and the result is not optimal.
  • the present invention relates to a wear element for a soil cultivation tool with at least one cutting edge and/or tip and/or a guide element, wherein the wear element has at least one fastening section and preferably a mechanical interface.
  • the fastening section is designed to detachably fasten the wear element to a base body of a soil cultivation tool.
  • the optional mechanical interface can serve to provide a contact surface for the connection between the wear element and the base body of a soil cultivation tool.
  • the wear element is made of cast iron. especially made from white-solidified cast iron. Due to its microstructure, white-solidified cast iron is brighter in the fracture structure than slowly solidified conventional grey cast iron.
  • the white solidified cast iron has a composition with 2.8 - 3.7 wt.% carbon, 0.3 - 0.9 wt.% silicon, 0.3 - 1.0 wt.% manganese, 0.001 - 0.5 wt.% phosphorus, 0.001 - 0.5 wt.% sulfur, 1 - 2 wt.% chromium, 3.3 - 4.8 wt.% nickel, 0 - 0.7 wt.% molybdenum, 0 - 1 wt.% vanadium, 0 - 1.0 wt.% copper, the remainder being iron and unavoidable impurities.
  • unavoidable impurities is to be interpreted in such a way that it is to be understood in relation to economic considerations and not to the technical possibilities that may be available, whereby the concentration of the unavoidable impurities does not affect the properties of the cast iron.
  • the preferably white solidified cast iron has a composition with 3.0 - 3.6 wt.% carbon, 0.4 - 0.7 wt.% silicon, 0.3 - 0.9 wt.% manganese, 0.001 - 0.3 wt.% phosphorus, 0.001 - 0.2 wt.% sulfur, 1.2 - 1.7 wt.% chromium, 3.5 - 4.3 wt.% nickel, 0.001 - 0.4 wt.% molybdenum, 0.3 - 0.6 wt.% vanadium, 0.4 - 0.9 wt.% copper, with a remainder of iron and unavoidable impurities.
  • the cast iron comprises 3.22 - 3.28 wt.% carbon, 0.55 - 0.7 wt.% silicon, 0.45 - 0.55 wt.% manganese, 0.22 - 0.28 wt.% phosphorus, 0.01 - 0.1 wt.% sulfur, 1.45 - 1.55 wt.% chromium, 3.72 - 3.82 wt.% nickel, 0.22 - 0.32 wt.% molybdenum, 0.35 - 0.45 wt.% vanadium, 0.7 - 0.85 wt.% copper, with a remainder of iron and unavoidable impurities.
  • the above cast iron materials show exceptional resistance to abrasive wear due to their hardness.
  • the wear element is cast using a centrifugal casting process.
  • the centrifugal casting process enables better mold filling by the molten metal.
  • the centrifugal casting process is intended to utilize the better filling level of the mold as well as a pore-reducing effect of the centrifugal or centrifugal casting process, as is the case with the casting of Cylinder liners are known.
  • Blade-shaped wear elements in particular can be cast by a centrifugal casting process, provided that a longitudinal direction of a parallelogram-shaped, blade-shaped wear element inside a rotating cylinder is aligned with the longitudinal axis of the cylinder, provided that the cylinder rotates about a horizontal axis.
  • the cutting edge is straight or, in particular, at least partially wavy, serrated and/or concave. Even if it has not been explicitly stated so far, straight cutting edges are essentially preferred because they are easy to manufacture.
  • Various cutting edge shapes are provided here. Smooth cutting edges, coarsely serrated cutting edges, but also relatively finely serrated cutting edges are possible. Cutting edge shapes that would wear out too quickly with softer metals such as sheet steel are possible here.
  • a stepped cutting edge shape is also provided, which is coarsely serrated and allows uncut material to slide outwards.
  • the cutting edge should be straight and arrowed, i.e. arranged at an angle to the direction of movement. Serrated or jagged or wavy cutting edges are also provided. Cutting edge shapes that allow material that cannot be cut to slide outwards along the side of the cutting edge are preferred.
  • the wear element has a blade which moves essentially parallel to the ground when the cutting edge of the wear element moves, wherein the blade can be at least partially corrugated and/or scaled and/or provided with depressions or projections.
  • a corrugation can run diagonally or transversely to a direction of movement in order to reduce frictional resistance of the wear element through a ground.
  • Projections can be provided in particular in the area in front of fastening holes in order to reduce or prevent direct wear of fastening screws caused by soil moving past.
  • the surface structure in the form of corrugations, scaling and/or depressions and projections serve to reduce the coefficient of friction with soil in the ground.
  • a corrugation of the blade corresponds the cutting edge of a corrugation of the cutting edge.
  • the wear of the wear element on the cutting edge is controlled in such a way that a corrugation or serration of the cutting edge is maintained even under wear conditions.
  • the tooth areas are made stronger and concave sections are made thinner because more wear is to be expected on the teeth.
  • Such a design has a corrugation that runs parallel to a direction of movement, with the wave crests and wave troughs each running in the direction of movement.
  • the shape of the waves means that the teeth can wear more because the material in the area of the teeth is thicker.
  • the concave spaces between the teeth are subject to less wear and can therefore be made with a thinner material.
  • the different wear is caused, for example, by chunks of earth that are already broken up by the teeth and therefore hardly come into contact with the convex sections of the cutting edge.
  • this further comprises a thermally sprayed coating such as an iron, iron carbide layer, a plasma coating such as a Mo plasma or an amorphous carbon coating which is also known as a diamond-like carbon or diamond-like carbon (DLC) layer.
  • a thermally sprayed coating such as an iron, iron carbide layer, a plasma coating such as a Mo plasma or an amorphous carbon coating which is also known as a diamond-like carbon or diamond-like carbon (DLC) layer.
  • a thermally sprayed coating such as an iron, iron carbide layer, a plasma coating such as a Mo plasma or an amorphous carbon coating which is also known as a diamond-like carbon or diamond-like carbon (DLC) layer.
  • the wear element can be provided with nitriding or phosphating as surface hardening on at least one surface or part of a surface; such nitriding can be used in particular on thermally sprayed steel layers.
  • This design gives the wear element an additional self-sharpening property
  • the wear element is a wear element of an agricultural soil cultivation tool.
  • the present invention relates only to the agricultural sector and not to civil engineering and mining.
  • the wearing element is a wearing element for a cultivator, in particular for a wing share and in particular for a goosefoot share.
  • the soil is cut through and partially raised to a depth of 1.5 cm to 20 cm for cultivation using horizontally running wings of a wing share or a goosefoot share.
  • the above-ground part is cut off just below the surface and thus separated from the roots.
  • the soil is loosened and partially raised with the separated plant material, whereby the plant material comes to lie on top of the ground where it can dry out.
  • the cultivator can be used to prepare a field for further measures such as applying fertilizer, incorporating crop residues, incorporating organic fertilizer or sowing.
  • the wearing element can be changed without the entire wing share or goosefoot share having to be replaced.
  • the wear element is a wear element of a plow, in particular a plowshare. In a further embodiment of the present invention, the wear element is a wear element of a six, in particular a disc six. In a further embodiment of the present invention, the wear element is a wear element of a digging share. In a further embodiment of the present invention, the wear element is a wear element of a soil planer. In a further embodiment of the present invention, the wear element is a wear element of a harrow, in particular a disc harrow.
  • the wear element according to the invention can also be used in a hoe or a rotary hoe.
  • the wear element is a wear element of a slope disk.
  • the wear element is a wear element of a hoeing device.
  • the wear element is a wear element of a rotary hoe.
  • a base body for a soil cultivation tool which comprises at least one receptacle for a wear element of the type described above, which can be detachably attached to the base body.
  • the base body further comprises a fastening device which is designed to fasten the soil cultivation tool to a part of a soil cultivation machine.
  • the base body serves to combine the respective wear element or several wear elements to form a wing or duckfoot share and then to attach this to a share carrier, in particular one with a spring.
  • the fastening device can, for example, comprise a screw fastening with or without stops or centering devices, with which the base body can be fastened to a share carrier of a soil tillage machine.
  • the fastening device can, for example, be adapted to a share carrier of a manufacturer. It is thus possible to use a base body that is adapted to a specific soil tillage tool of a soil tillage machine of a specific manufacturer. It is possible to use the same wear elements for different base bodies, with the base body itself serving as an adapter or intermediate element between one or more wear bodies and a corresponding soil tillage tool or soil tillage machine.
  • the base body can also be designed to be welded to a part of a soil tillage machine.
  • the base body must be designed in such a way that no significant wear occurs on the base body during operation of a soil tillage machine and that only the wearing elements wear out during operation.
  • the base body further comprises a mechanical adapter which is designed to attach the soil cultivation tool to parts of various soil cultivation machines.
  • a base body for a type of soil cultivation tool such as a goosefoot share or a part of a harrow can be formed by the base body together with the wear elements, whereby the base body and thus the soil cultivation tool can be adapted to various tool holders of soil cultivation machines from different manufacturers by means of the adapter. It is also possible to adapt the base body to a existing soil tillage machine without having to redesign the entire base body.
  • a damping element with a substantially flat shape which is designed to be mounted between at least one wear element and a base body.
  • the damping element has at least one opening for at least one fastening element.
  • the damping element can comprise a fiber sealing material, a composite material with graphite, a ferroelastic material, a metal-elastomer material, a polymer material or a multi-layer metal material.
  • the damping material is required to have a high modulus of elasticity and high strength, since only strong impacts are to be cushioned or dampened, but it is to be avoided that excessive mobility leads to the fastening elements becoming loose.
  • the wear element is provided with the damping element attached to it.
  • a marketable unit is provided which avoids any problems relating to different wear between the damping element and the wear element.
  • the damping element can be glued, riveted or screwed to the wear element.
  • solderable damping element materials it can also be provided to solder the damping element to the wear element.
  • the material pairing between the damping element and the wear element allows it, to weld the damping element to the wear element. Even if cast iron is considered difficult to weld, modern welding methods in combination with a precise knowledge of the materials of the damping element and the wear element should allow a welded connection to be used. It is also provided to connect a damping element to a wear element by means of a common thermally sprayed coating.
  • a soil working tool which comprises at least one base body as described above to which at least one wear element as described above is detachably attached.
  • a soil tillage machine for agriculture which comprises at least one soil tillage tool as described above.
  • the Soil tillage machine at least one base body to which at least one wearing element is attached.
  • Figure 1 shows a perspective view of an embodiment of a cultivator share according to the invention.
  • Figure 2 shows the cultivator share of Figure 1 in a top view.
  • Figure 3 shows the cultivator blade of Figures 1 and 2 in a perspective partial exploded view.
  • Figure 4 shows the cultivator blade of Figures 1 and 2 in another perspective partial exploded view.
  • Figure 5 shows a further embodiment of a wear element of a cultivator blade.
  • Figure 6 shows a wear element that is designed as a cutting element.
  • Figure 7 shows the wear element of Figure 6 in a frontal view.
  • Figure 1 shows a perspective view of an embodiment of a soil cultivation tool 40 according to the invention in the form of a cultivator share, with this view showing four wear elements 2.
  • the wear elements 2 are screwed to a base body 20 which in turn is screwed to one end of a share holder of a
  • a wear element 2 which is designed as a cutting element 24, is attached to the front of the cultivator share 40.
  • Cutting element 24 has a central tip 6 from which cutting edges extend.
  • the geometry of the central tip 6 is preferably designed such that it has a self-sharpening geometry and breaks up the ground so that the adjacent cutting edges or cutting elements can cut the ground.
  • Two further wear elements 2, which are also designed as cutting elements 24, are arranged on the left and right, whereby these cutting elements 24 have a substantially straight cutting edge 4.
  • the cutting edges 4 have a "grind" which is designed as a hollow groove 16. Behind the wear element 2 with the tip 6 there is a further wear element 2 which is designed as a guide element 26, the guide element ending in an upwardly directed shield in order to throw broken-up earth upwards.
  • the guide element 26 serves to keep wear on a cultivator arm or cultivator tine or cultivator handle to a minimum.
  • the focus here is on the wear elements 2 which comprise or are made of white-solidified cast iron and are very strong. If a wear element 2 fails, a farmer can replace this part of the share on site in the field, since the wear elements 2 are detachably attached to a base body by screws. Since the wear elements comprise cast iron, even the loss of part of a wear element 2 in a field does not pose a problem since no hazardous substances are released.
  • Figure 2 shows the cultivator share of Figure 1 in a top view, where the function of the wear elements 2 is clearly visible.
  • the guide element 26 protects a cultivator arm (not shown).
  • the cutting elements 24 with their forward-facing cutting edges are arranged in front of the guide element 26.
  • FIG 3 shows the cultivator share from Figures 1 and 2 in a perspective partial exploded view, with only the front three wear elements 2 with their fastening components being shown exploded.
  • the cultivator arm or the soil working tool 40 here carries a base body 20.
  • a wear element 2, which is designed as a guide element 26, is fastened to the base body 20 by means of a screw (not shown).
  • the three front wear elements 2, designed as cutting elements 24, are shown in an exploded view.
  • the cutting elements 24 each have fastening sections 18 through which fastening elements 8 in the form of countersunk screws can be passed.
  • Damping elements 28 are arranged between the cutting elements 24 and the base body 20.
  • the damping elements 28 are essentially flat and have a strength such as is known from fiber seals of cylinder heads.
  • the damping elements 28 have openings 50 for the passage of the fastening elements 8. It is also possible to design the damping elements 28 as a composite material with graphite, a ferroelastic material, a metal-elastomer material, a polymer material or a multi-layer metal material, as is known from cylinder head gaskets. In contrast to In the case of cylinder head gaskets, the sealing function is not used here, but rather a pre-tensioning and spring function to reduce impact loads and notch effects.
  • the wear elements 2 are designed as cast parts that are manufactured without significant post-processing. Therefore, small unevenness, such as those that occur during a casting process, can lead to stress loads during operation, which can lead to the wear element breaking, particularly in the event of overloading. A damping element can prevent peak loads and increase the service life.
  • the fastening sections 18 form through holes for the fastening elements, more precisely the surfaces of the countersinks on which the heads of the screws rest.
  • FIG 4 shows the cultivator share from Figures 1 and 2 in another perspective partial exploded view.
  • the three front wear elements 2, which are designed as cutting elements 24, are firmly screwed to the base body 20.
  • the middle cutting element ends in a tip 6.
  • the rear part of the base body 20 is exposed and can be screwed to the cultivator arm 40 using the fastening elements 42 for the base body 20 via the adapter 22.
  • the cultivator arm 40 is provided with threaded holes or through holes into which the fastening elements 42 for the base body 20 are screwed in to fasten the base body 20.
  • An adapter 22 is provided in order to be able to connect the base body 20 to different types of cultivator arms 40.
  • the adapter 22 can also be made of cast iron.
  • the wear element 2 designed as a guide element 26 is screwed onto the base body 20 by means of a fastening screw 8, whereby a damping element 28 can also be used here.
  • the base body 20 is made of steel by machining from one part, but can also be made from several parts by means of welded joints or designed as a drop-forged part.
  • FIG. 5 shows a wear element 2 that is designed as a cutting element 24.
  • This component is cast and only requires the usual post-processing that falls under the term demolding and casting cleaning. However, all steps that involve achieving manufacturing tolerances are preferably excluded.
  • the wear element is not further processed after casting, for example to sharpen a cutting edge, smooth a contact surface or carry out any other shaping measures. Ideally, the cast piece is finished after casting and does not require any processing to comply with manufacturing tolerances.
  • the term "grind 4" is intentionally placed in quotation marks here to make it clear that this part corresponds to a "grind 4" of a conventional blade, but is not produced by grinding.
  • the Wear element 2 forms a cutting element 24 with a cutting edge 4 which is designed as a wavy or serrated cutting edge 4, the cutting edge ending in a point 6.
  • the cutting edge 4 is formed by a cast-in “grind” 14, which is shown here as a hollow fillet, although other “grind shapes” are also conceivable. In Figure 5, a straight or flat “grind” 4 is used. The term “grind ” 4 is placed in quotation marks to clarify that this is only a reference to a corresponding part of a cutting edge and not an actually ground part.
  • the cutting element 24 forms a blade 12, corresponding to a conventional blade. The area of the blade is only subject to minimal wear during operation, since the blade moves essentially parallel to a direction of movement of the share or cutting element 24.
  • a wear area 30 is provided on the blade in which material can be removed during operation without significantly impairing the function of the cutting element 24.
  • the “grinding edge 4” 14 can be evenly removed until the line of the wear limit 36 is reached. Further wear would affect the fastening sections 18 and the fastening elements with which the cutting elements 24 are detachably attached to the base body would be compromised.
  • the blade 12 also has a label 44 such as a maximum tightening torque of the fastening elements 8, an identification of the wear limit 36, a manufacturer, a serial or part number. It is also intended to apply a digital 2D code 32 to the blade in order to make further information such as a deposit system for the wearing elements 2 or assembly instructions or videos available via a code reader with access via the Internet.
  • the 2D code can be designed as a QR code.
  • FIG 6 shows a wear element 2 which is designed as a cutting element 24.
  • the wear element 2 in Figure 6 essentially corresponds to that shown in Figure 5.
  • the cutting edge 4 is serrated or stepped.
  • the "grinding " 4 has a hollow groove 16.
  • the cutting edge forms several sharp corners or teeth 52.
  • the cutting edge is followed by an area with wear material 30 which is slowly worn away during operation.
  • the wear material is limited to the rear by the line of the wear limit 36.
  • the blade of the wear element 2 is provided with scale-like projections 46 which are intended to reduce the contact surface with the soil and thus reduce friction of the passing soil against the blade of the wear element, even if this aspect is rather minor compared to the work which is necessary to break up or cut up the earth with the blade.
  • the wear element also has flat ribs that extend longitudinally above and below the blade. Concave longitudinal cracks are formed between the ribs on the wear element 2, whereby the ribs increase the stability of the wear element. The concave longitudinal cracks form an indentation in the trailing edge at the end of the wear element 2. Such surface structures can be realized without any problems due to the production by casting.
  • Figure 7 shows the wear element 2 of Figure 6 in a frontal view.
  • the grooves 16 of the cutting edges appear parallelogram-shaped.
  • the underside is stepped in the transverse direction and thus forms steps or projections 46 running in the longitudinal direction, at least in the area of the cutting edges.
  • the underside of the wear element 2 is additionally provided with a coating 48, which is designed here as a thermally sprayed layer and gives the straight cutting edge an additional self-sharpening property.
  • the view shows the wear area 30 that adjoins the cutting edges. Behind the groove 16, the blade with the scale-like projections 46 can be seen.
  • the upper surface of the wear element has ribs that are intended to reinforce the wear element. Between the ribs, the surface forms concave cracks. At the back of the wear element, the two projections 46 can be seen, which are intended to protect the fastening elements in the fastening sections like a shield.
  • Soil cultivation tool / Handle for mounting on soil cultivation tool 42 Fastening elements for the base body / Adapter

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verschleißelement (2) für ein insbesondere landwirtschaftliches Bodenbearbeitungswerkzeug (40), sowie das zugehörige Bodenbearbeitungswerkzeug (40), wobei das Verschleißelement (2), mindestens eine Schneide (4) und/oder Spitze (6) und/oder ein Leitelement ( 26) aufweist, sowie mindestens einen Befestigungsabschnitt ( 18) und insbesondere eine mechanischen Schnittstelle aufweist, eingerichtet zur lösbaren Befestigung des Verschleißelementes (2) an einem Grundkörper (20) eines zugehörigen Bodenbearbeitungswerkzeugs (40), wobei das Verschleißelement (2) aus Gusseisen, insbesondere aus weiß-erstarrtem Gusseisen hergestellt ist oder weiß-erstarrtes Gusseisen umfasst.

Description

Verschleißelement für ein Bodenbearbeitungswerkzeug, Grundkörper für ein
Bodenbearbeitungswerkzeug sowie Bodenbearbeitungswerkzeug
Die Erfindung betrifft ein B Odenbearbeitungswerkzeug wie eine Grubberspitze, Pflugschar, Meißel oder Vorschneider bzw. Scheibensech, umfassend einen Grundkörper, an dem ein gegossenes Schneiden- / Spitzenelement vorhanden ist, das in einem Betrieb des Bodenbearbeitungswerkzeugs durch einen Boden gezogen wird. Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verschleißelement in Form eines Schneidelements oder ein Spitzenelement bzw. Stabelements eines Bodenbearbeitungswerkzeugs bereitgestellt, das durch ein Gussverfahren hergestellt ist.
Auf dem Markt befindliche Schare umfassen einen Borstahl-Grundkörper, auf dem Hartmetallblättchen aufgelötet sind. Der Borstahl-Grundkörper ist dabei einem hohen Verschleiß unterworfen, was zu einem Ausfall der Schar fuhren kann. Weiterhin kann es beim Auflöten der Hartmetallblättchen zu Lötfehlem kommen, was beim Abbrechen oder Abreißen der Hartmetallplättchen bei der Feldarbeit zu einem Ausfall der Schar fuhren kann. Angelötete Hartmetallplättchen werden hier als nicht lösbar im Sinne von im Betrieb bzw. in einer Betriebspause auf einem Feld lös- und befestigbar betrachtet. Die Hartmetallblättchen nutzen sich aufgrund ihrer Form und Lage ungünstig ab, so dass das Schar nach kurzer Zeit stumpf wird und das Ergebnis nicht dem Optimum entspricht.
Es ist daher wünschenswert, eine Schar für ein Bodenbearbeitungswerkzeug zur Verfügung zu stellen, bei der die Probleme des Standes der Technik nicht auftreten.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verschleißelement für ein Bodenbearbeitungswerkzeug mit mindestens einer Schneide und/oder Spitze und/oder einem Leitelement, wobei das Verschleißelement mindestens einen Befestigungsabschnitt sowie bevorzugt eine mechanische Schnittstelle aufweist. Der Befestigungsabschnitt ist eingerichtet, um das Verschleißelement an einem Grundkörper eines Bodenbearbeitungs Werkzeugs lösbar zu befestigen. Die optionale mechanische Schnittstelle kann dazu dienen eine Anlagefläche für die Verbindung zwischen Verschleißelement und Grundkörper eines Bodenbearbeitungswerkzeugs bereitzustellen. Das Verschleißelement ist dabei aus Gusseisen insbesondere aus weiß erstarrtem Gusseisen hergestellt. Weiß-erstarrtes Gusseisen ist aufgrund seiner Mikrostruktur im Bruchgefüge heller als langsam erstarrter herkömmlicher Grauguss.
Gemäß einer Ausführungsform des Verschleißelementes, weist das weiß erstarrte Gusseisen eine Zusammensetzung mit 2,8 - 3,7 Gew.-% Kohlenstoff, 0,3 - 0,9 Gew.-% Silizium, 0,3 - 1,0 Gew.-% Mangan, 0,001 - 0,5 Gew.-% Phosphor, 0,001 - 0,5 Gew.-% Schwefel, 1 - 2 Gew.-% Chrom, 3,3 - 4,8 Gew.-% Nickel, 0 - 0,7 Gew.-% Molybdän, 0 - 1 Gew.-% Vanadium, 0 - 1,0 Gew.-% Kupfer, wobei der Rest Eisen und unvermeidliche Verunreinigungen, auf. Der Begriff „unvermeidliche Verunreinigungen“ ist dabei so auszulegen, dass er in Bezug auf wirtschaftliche Betrachtungen zu verstehen ist und nicht auf die technischen Möglichkeiten, die eventuell zur Verfügung stehen, wobei die Konzentration der unvermeidbaren Verunreinigungen sich nicht auf die Eigenschaften des Gusseisens auswirken.
Gemäß einer weiteren Ausfuhrungsform des Verschleißelement weist das bevorzugt weiß erstarrte Gusseisen eine Zusammensetzung mit 3,0 - 3,6 Gew.-% Kohlenstoff, 0,4 - 0,7 Gew.- % Silizium, 0,3 - 0,9 Gew.-% Mangan, 0,001 - 0,3 Gew.-% Phosphor, 0,001 - 0,2 Gew.-% Schwefel, 1,2 - 1,7 Gew.-% Chrom, 3,5 - 4,3 Gew.-% Nickel, 0,001 - 0,4 Gew.-% Molybdän, 0,3 - 0,6 Gew.-% Vanadium, 0,4- 0,9 Gew.-% Kupfer, mit einem Rest Eisen und unvermeidlichen Verunreinigungen auf.
Gemäß einer zusätzlichen Ausführungsform des Verschleißelements für ein Bodenbearbeitungswerkzeug weist das Gusseisen 3,22 - 3,28 Gew.-% Kohlenstoff, 0,55 - 0,7 Gew.-% Silizium, 0,45 - 0,55 Gew.-% Mangan, 0,22 - 0,28 Gew.-% Phosphor, 0,01 - 0,1 Gew.- % Schwefel, 1,45 - 1,55 Gew.-% Chrom, 3,72 - 3,82 Gew.-% Nickel, 0,22 - 0,32 Gew.-% Molybdän, 0,35 - 0,45 Gew.-% Vanadium, 0,7 - 0,85 Gew.-% Kupfer, mit einem Rest Eisen und unvermeidlichen Verunreinigungen aufweist.
Die vorstehenden Gusseisenmaterialien zeigen aufgrund ihrer Härte eine außergewöhnliche Widerstandsfähigkeit gegenüber abrasivem Verschleiß.
In einer Ausführungsform des vorliegenden Verschleißelements ist das Verschleißelement in einem Schleudergussverfahren gegossen. Durch den Schleuderguss kann eine bessere Formfüllung durch die Metallschmelze erreicht werden. Durch den Schleuderguss ist beabsichtigt den besseren Füllgrad der Form sowie einen porenverringemden Effekt des Zentrifugal- bzw. Schleudergussverfahrens zu nutzen, wie er aus dem Guss von Zylinderlaufbuchsen bekannt ist. Insbesondere klingenförmige Verschleißelemente können durch ein Schleudergussverfahren gegossen werden, sofern eine Längsrichtung eines parallelogrammförmigen, klingenförmigen Verschleißelements im Inneren eines rotierenden Zylinders gemäß der Längsachse des Zylinders ausgerichtet ist, sofern dieser um eine horizontal verlaufende Achse rotiert.
Bei einer weiteren Ausführung des Verschleißelements ist die Schneide gerade oder insbesondere zumindest teilweise gewellt ausgeführt, gezahnt ausgeführt, und/oder konkav ausgeführt. Auch wenn es bisher nicht explizit angegeben ist, sind gerade Schneiden im Wesentlichen bevorzugt, da sie einfach hergestellt werden können. Hier sind verschiedene Schneidenformen vorgesehen. Es sind glatte Schneiden, grob gezahnte Schneiden, aber auch relativ feingezahnte Schneidenformen möglich. Hier sind die Schneidenformen möglich, die mit weicheren Metallen wie Stahlblech zu schnell verschleißen würden. Weiterhin ist eine gestufte Schneidenform vorgesehen, die grob gezahnt ist und es gestattet nicht geschnittenes Material nach außen abgleiten zu lassen. Die Schneide soll dabei geade und gepfeilt d.h. zur Bewegungsrichtung schräg angeordnet sein. Es sind ebenfalls gezahnte oder gezackte oder gewellte Schneidenformen vorgesehen. Bevorzugt sind Schneidenformen die es gestatten, dass Material, das nicht geschnitten werden kann seitlich entlang der Schneide nach außen weggleiten kann.
Gemäß einer zusätzlichen Ausführungsform der Erfindung weist das Verschleißelement ein Blatt auf, das bei einer Bewegung der Schneide des Verschleißelement sich im Wesentlichen parallel zu einem Boden bewegt, wobei das Blatt zumindest teilweise gewellt und/oder geschuppt ausgeführt sein kann und/oder mit Vertiefungen oder Vorsprüngen versehen ist. Eine Wellung kann dabei schräg oder quer zu einer Bewegungsrichtung verlaufen, um einen Reibungs widerstand des Verschleißelements durch einen Boden zu verringern. Hier ist vorgesehen die Kontaktfläche des Verschleißelements gegenüber daran vorbeistreichender Erde zu verringern und so eine Gesamtreibung des Verschleißelements gegenüber einem Erdreich zu verringern.
Vorsprünge können insbesondere im Bereich vor Befestigungslöchem vorgesehen werden, um einen direkten Verschleiß von Befestigungsschrauben durch sich vorbeibewegendes Erdreich zu verringern oder zu verhindern. Die Oberflächenstruktur in Form der Wellung, der Schuppung und/oder die Vertiefungen und Vorsprünge dienen dabei dazu einen Reibungskoeffizienten gegenüber einem Erdreich des Bodens zu verringern.
Bei einer zusätzlichen Ausführung des Verschleißelements entspricht eine Wellung des Blatts der Schneide einer Wellung der Schneide. Hier ist vorgesehen einen Verschleiß des Verschleißelements an der Schneide so zu steuern, dass eine Wellung oder Zahnung der Schneide auch unter Verschleißbedingungen erhalten bleibt. Die Bereiche der Zähne sind dabei stärker ausgeführt, und konkave Abschnitte sind dünner ausgefuhrt, da an den Zähnen ein höherer Verschleiß zu erwarten ist. Eine solche Ausführung weist eine Wellung auf, die parallel zu einer Bewegungsrichtung verläuft, wobei die Wellenberge und Wellentäler jeweils in Bewegungsrichtung verlaufen. Durch die Form der Wellen können die Zähne stärker verschleißen da im Bereich der Zähne eine größere Materialstärke vorliegt. Die konkaven Zwischenräume zwischen den Zähnen sind einem verringerten Verschleiß unterworfen und können daher mit einer geringeren Materialstärke hergestellt werden. Der unterschiedliche Verschleiß wird beispielsweise durch Erdbrocken bedingt, die bereits durch die Zähne aufgebrochen werden und somit kaum mit konvexen Abschnitten der Schneide in Kontakt treten.
Bei einer weiteren beispielhaften Ausführung des Verschleißelements umfasst dieses weiter eine thermisch gespritzte Beschichtung wie eine Eisen-, Eisen - Karbid- Schicht, eine Plasmabeschichtung wie zum Beispiel eine Mo-Plasma- oder eine amorphe Kohlenstoffbeschichtung die auch als Diamantartiger Kohlenstoff- bzw. Diamond-Like- Carbon (DLC) Schicht bekannt ist. Diese ist bevorzugt nur einseitig und/oder partiell aufgetragen. Weiterhin kann das Verschleißelement an mindestens einer Oberfläche oder einem Teil einer Oberfläche mit einer Nitrierung oder Phosphatierung als Oberflächenhärtung versehen sein, eine solche Nitrierung kann insbesondere an thermisch gespritzten Stahlschichten angewendet werden. Diese Ausführung verleiht dem Verschleißelement eine zusätzliche Selbstschärf-Eigenschaft, die es ermöglicht zusätzlich zu dem naturgemäß härteren und zäheren Material einen Verschleiß zu kontrollieren, um die Standzeit des Verschleißelements zu erhöhen und ein Nachschärfen des Verschleißelements zu vermeiden.
Durch eine geeignete Formauslegung zusammen mit dem Einsatz von Präzisionsguss ist es möglich nur eine Schneidkante bzw. Spitze des Verschleißelements zu bearbeiten, und die anderen Aspekte wie die mechanische Schnittstelle und das mindestens eine Befestigungselement bereits beim Guss mit einer hinreichend guten Präzision herzustellen, sodass eine weitere spanende Nachbearbeitung zum Einhalten der notwendigen Fertigungstoleranzen nicht notwendig ist. Arbeitsschritte, die unter den Begriff Putzen fallen wie das Entformen, Entsanden, Schleuderstrahlen sowie das Abtrennen von Anschnitten, Speisern und Steigern sowie verschleifen der Anschnitte sollen hier nicht als spanende Bearbeitung angesehen werden, sondern nur Prozesse, die eine spanende Oberflächenbearbeitung erfordern, um eine geforderte Fertigungstoleranz zu erhalten. Das Ziel dieser Ausführung besteht darin, die Fertigung des Verschleißelements insbesondere der Oberfläche des Blatts der Schneide, der Befestigungselemente und der mechanischen Schnittstelle, ohne eine spanendende Bearbeitung zu erreichen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verschleißelements ist das Verschleißelement ein Verschleißelement eines landwirtschaftlichen Bodenbearbeitungswerkzeugs. Die vorliegende Erfindung betrifft hier nur den landwirtschaftlichen Bereich und keinen Tief- und Bergbau.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Verschleißelement ein Verschleißelement für einen Grubber insbesondere für eine Flügelschar und insbesondere für eine Gänsefußschar. Hier wird der Boden zur Bearbeitung in einer Tiefe 1,5cm bis 20cm mit horizontal verlaufenden Flügeln einer Flügelschar oder einer Gänsefußschar durchschnitten und teilweise aufgeworfen. Bei den Pflanzen wird der oberirdische Teil knapp unter der Oberfläche abgeschnitten und damit von den Wurzeln getrennt. Der Boden wird gelockert und mit dem abgetrennten Pflanzenmaterial teilweise aufgeworfen, wodurch das Pflanzenmaterial oben auf der Erde zu liegen kommt, wo es vertrocknen kann. Weiter ist es mit dem Grubber möglich ein Feld für weitere Maßnahmen wie dem Einbringen von Dünger, Einarbeiten von Emteresten, Einarbeiten von biologischem Dünger oder eine Aussaht vorzubereiten. Das Verschleißelement kann gewechselt werden, ohne dass die gesamte Flügel- oder Gänsefüßschar ausgetauscht werden muss.
Bei einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Verschleißelement ein Verschleißelement eines Pflugs insbesondere eine Pflugschar. Bei einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Verschleißelement ein Verschleißelement eines Sechs insbesondere eines Scheibensechs. Bei einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Verschleißelement ein Verschleißelement einer Rodeschar. Bei einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Verschleißelement ein Verschleißelement eines Bodenhobels. Bei einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Verschleißelement ein Verschleißelement einer Egge insbesondere einer Scheibenegge. Das erfindungsgemäße Verschleißelement kann auch bei einer Hacke oder auch einer Rollhacke zum Einsatz kommen. Bei einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Verschleißelement ein Verschleißelement einer Hangscheibe. Bei einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Verschleißelement ein Verschleißelement eines Hackgeräts. Bei einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Verschleißelement ein Verschleißelement einer Rollhacke. Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Grundkörper für ein Bodenbearbeitungswerkzeug bereitgestellt, der mindestens eine Aufnahme um ein Verschleißelement des Typs wie er vorstehend beschrieben ist umfasst, das lösbar an dem Grundkörper befestigt werden kann. Der Grundkörper umfasst weiter eine Befestigungseinrichtung, die eingerichtet ist, das Bodenbearbeitungswerkzeug an einem Teil einer Bodenbearbeitungsmaschine zu befestigen. Der Grundkörper dient beispielsweise im Falle einer Grubberschar dazu das jeweilige Verschleißelement oder mehrere Verschleißelemente zu einer Flügel- oder Gänsefußschar zu kombinieren und diese dann an einem insbesondere gefederten Scharträger anzubringen.
Die Befestigungseinrichtung kann hier beispielsweise eine Schraubbefestigung mit oder ohne Anschläge oder Zentriereinrichtungen umfassen, mit dem der Grundkörper an einem Scharträger einer Bodenbearbeitungsmaschine befestigt werden kann. Die Befestigungseinrichtung kann hier beispielsweise an einen Scharträger eines Herstellers angepasst sein. Es ist so möglich jeweils einen Grundkörper zu verwenden, der an ein bestimmtes Bodenbearbeitungswerkzeug einer Bodenbearbeitungsmaschine eines bestimmten Herstellers angepasst ist. Dabei ist es möglich bei verschiedenen Grundkörpem jeweils die gleichen Verschleißelemente zu verwenden, wobei der Grundkörper an sich jeweils als Adapter bzw. Zwischenelement zwischen einem oder mehreren Verschleißkörpem und einem entsprechenden Bodenbearbeitungswerkzeug oder einer Bodenbearbeitungsmaschine dient.
Es ist anzumerken, dass der Grundkörper auch dafür eingerichtet sein kann an einen Teil einer Bodenbearbeitungsmaschine angeschweißt zu werden.
Der Grundkörper ist so auszulegen, dass bei einem Betrieb einer Bodenbearbeitungsmaschine kein nennenswerter Verschleiß an dem Grundkörper auftritt, und dass nur die Verschleißelemente im Betrieb verschleißen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Grundkörpers für ein Bodenbearbeitungswerkzeug umfasst der Grundkörper weiter einen mechanischen Adapter, der eingerichtet ist das Bodenbearbeitungs Werkzeug an Teilen verschiedener Bodenbearbeitungsmaschinen zu befestigen. Hier kann ein Grundkörper für eine Art von Bodenbearbeitungswerkzeug wie eine Gänsefußschar oder ein Teil einer Egge durch den Grundkörper zusammen mit den Verschleißelementen gebildet werden, wobei der Grundkörper und damit das Bodenbearbeitungswerkzeug durch den Adapter an verschiedene Werkzeugaufnahmen von Bodenbearbeitungsmaschinen verschiedener Hersteller angepasst werden. So ist es auch möglich den Grundkörper durch einen entsprechenden Adapter an eine bestehende Bodenbearbeitungsmaschine anzupassen, ohne dass hierfür ein kompletter Grundkörper neu entworfen werden müsste.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Dämpfungselement mit einer im Wesentlichen flächigen Gestalt bereitgestellt, das eingerichtet ist, um zwischen mindestens einem Verschleißelement und einem Grundkörper montiert zu werden. Das Dämpfüngselement weist dabei mindestens eine Öffnung für mindestens ein Befestigungselement auf. Das Dämpfungselement kann dabei ein Faserdichtungsmaterial, ein Kompositmaterial mit Graphit, ein Ferroelastik-Material, ein Metall-Elastomermaterial, ein Polymermaterial oder ein Mehrlagen Metallmaterial umfassen. Hier werden von dem Dämpfungsmaterial ein hohes Elastizitätsmodul und eine hohe Festigkeit gefordert, da lediglich starke Stöße abgefedert bzw. gedämpft werden sollen, es jedoch vermieden werden soll, dass eine zu große Beweglichkeit zu einem Lösen der Befestigungselemente führt.
Gemäße einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird das Verschleißelement mit dem daran befestigtem Dämpfungselement bereitgestellt. Hier wird eine Verkehrsfähige Einheit vorgesehen, die jegliche Probleme bezüglich eines unterschiedlichen Verschleißes zwischen Dämpfungselement und Verschleißelement vermeidet. Hier kann das Dämpfungselement an das Verschleißelement geklebt, daran festgenietet oder angeschraubt sein. Im Fall von lötbaren Dämpfungselementmaterialien kann es auch vorgesehen sein das Dämpfungselement mit dem Verschleißelement zu verlöten. Es ist ebenfalls vorgesehen, sofern die Materialpaarung zwischen Dämpfungselement und Verschleißelement es gestatten, das Dämpfungselement an das Verschleißelement zu schweißen, auch wenn Gusseisen als schwer schweißbar gilt sollten es moderne Schweißmethoden in Kombination mit einer genauen Kenntnis der Materialien des Dämpfungselements und des Verschleißelements es gestatten eine Schweißverbindung zu verwenden. Es ist ebenfalls vorgesehen ein Dämpfungselement mit einem Verschleißelement durch eine gemeinsame thermisch gespritzte Beschichtung zu verbinden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Bodenbearbeitungswerkzeug bereitgestellt, das mindestens einen Grundkörper umfasst, wie er vorstehend beschrieben wurde an dem mindestens ein Verschleißelement wie es vorstehend beschrieben wurde lösbar befestigt angebracht ist.
Gemäß einem letzten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Bodenbearbeitungsmaschine für die Landwirtschaft bereitgestellt, die mindestens ein Bodenbearbeitungswerkzeug umfasst wie es vorstehend beschrieben ist. Damit umfasst die Bodenbearbeitungsmaschine mindestens einen Grundkörper, an dem mindestens ein Verschleißelement angebracht ist.
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand von beispielhaften und schematisch dargestellten Ausführungsformen beschrieben.
Figur 1 stellt eine perspektivische Ansicht einer Ausfuhrungsform einer erfmdungsgemäßen Grubberschar dar.
Figur 2 zeigt die Grubberschar von Figur 1 in einer Draufsicht .
Figur 3 stellt die Grubberschar von Figur 1 und 2 in einer perspektivischen Teil- Explosionsansicht dar.
Figur 4 zeigt die Grubberschar von Figur 1 und 2 in einer weiteren perspektivischen Teil- Explosionsansicht.
Figur 5 stellt eine weitere Ausfuhrungsform eines Verschleißelements einer Grubberschar dar. Figur 6 zeigt ein Verschleißelement, das als Schneidelement ausgefuhrt ist.
Figur 7 zeigt das Verschleißelement der Figur 6 in einer frontalen Ansicht.
Im Folgenden werden sowohl in der Beschreibung als auch in den Figuren gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, um auf gleiche oder ähnliche Komponenten oder Elemente Bezug zu nehmen.
Figur 1 stellt eine perspektivische Ansicht einer Ausfuhrungsform einer erfmdungsgemäßen Bodenbearbeitungswerkzeug 40 in Form einer Grubberschar dar, wobei in dieser Ansicht vier Verschleißelemente 2 zeigt. Dier Verschleißelemente 2 sind dabei an einem Grundkörper 20 angeschraubt der wiederum an einem Ende eines Scharhalters einer
Bodenbearbeitungsmaschine angebracht ist. Vorne an der Grubberschar 40 ist ein Verschleißelement 2 angebracht, das als Schneidelement 24 ausgefuhrt ist. Das
Schneidelement 24 weist eine zentrale Spitze 6 auf, von der aus Schneiden ausgehen. Die Geometrie der zentralen Spitze 6 ist bevorzugt so ausgefuhrt, dass sie eine selbstschärfende Geometrie aufweist und den Boden aufbricht, damit die daneben liegenden Schneiden bzw. Schneidenelemente den Boden aufschneiden können. Links und rechts sind zwei weitere Verschleißelemente 2, die ebenfalls als Schneidelemente 24 ausgeführt sind angeordnet, wobei diese Schneidelemente 24 eine im wesentlichen gerade Schneide 4 aufweisen. Die Schneiden 4 weisen einen „Schliff“ auf der als eine Hohlkehle 16 ausgefuhrt ist. Hinter dem Verschleißelement 2 mit der Spitze 6 ist hier ein weiteres Verschleißelement 2 angeordnet, das als Leitelement 26 ausgefuhrt ist, wobei das Leitelement in einem nach oben gerichtetem Schild ausläuft, um aufgebrochene Erde nach oben zu werfen. Das Leitelement 26 dient dazu einen Verschleiß eines Grubberarms bzw. Grubberzinken bzw. Grubberstiels gering zu halten. Hier stehen die Verschleißelemente 2 im Vordergrund, die weißerstarrtes Gusseisen umfassen oder aus weißerstarrtem Gusseisen bestehen, und eine hohe Festigkeit zeigen. Bei einem Versagen eines Verschleißelements 2 kann ein Landwirt diesen Teil der Schar noch vor Ort auf dem Feld austauschen, da die Verschleißelemente 2 hier durch Schrauben lösbar an einem Grundkörper befestigt sind. Da die Verschleißelemente Gusseisen umfassen, stellt auch ein Verlust eines Teils eines Verschleißelements 2 auf einem Feld kein Problem dar da keine Gefahrstoffe freigesetzt werden.
Figur 2 zeigt die Grubberschar von Figur 1 in einer Draufsicht, wobei hier die Funktion der Verschleißelemente 2 klar ersichtlich ist. Das Leitelement 26 schützt einen Grubberarm (nicht dargestellt). Die Schneidelemente 24 mit ihren nach vome gerichteten Schneiden sind vor dem Leitelement 26 angeordnet. Das mittlere Schneidelement 24, welches weiter mit einer Spitze 6 versehen ist, um bei einer Bewegung durch ein Erdreich einen Boden aufzubrechen, wobei die beiden Schneidelemente links und rechts durch das Erdreich schneiden.
Figur 3 stellt die Grubberschar von Figur 1 und 2 in einer perspektivischen Teil- Explosionsansicht dar, wobei lediglich die vordersten drei Verschleißelemente 2 mit ihren Befestigungskomponenten explodiert dargestellt sind. Der Grubberarm bzw. das Bodenbearbeitungswerkzeug 40 trägt hier einen Grundkörper 20. Ein Verschleißelement 2, das als Leitelement 26 ausgefuhrt ist, ist an dem Grundkörper 20 mittels einer nicht dargestellten Schraube befestigt. Die drei vorderen als Schneidelemente 24 ausgefuhrten Verschleißelemente 2 sind in einer Explosionsansicht gezeigt. Die Schneidelemente 24 weisen jeweils Befestigungsabschnitte 18 auf, durch die Befestigungselemente 8 in Form von Senkkopfschrauben hindurchgefuhrt werden können. Zwischen den Schneidelementen 24 und dem Grundkörper 20 sind Dämpfungselemente 28 angeordnet. Die Dämpfungselemente 28 sind im Wesentlichen flächig ausgefuhrt und weisen eine Festigkeit auf wie sie von Faserstoffdichtungen von Zylinderköpfen bekannt sind. Die Dämpfungselemente 28 weisen Öffnungen 50 zum Durchgang der Befestigungselemente 8 auf. Es ist ebenfalls möglich, die Dämpfungselemente 28 als Kompositmaterial mit Graphit, ein Ferroelastik-Material, ein Metall-Elastomermaterial, ein Polymermaterial oder ein Mehrlagen- Metallmaterial auszulegen, wie sie von Zylinderkopfdichtungen bekannt ist. Im Gegensatz zu Zylinderkopfdichtungen wird hier nicht die Dichtfunktion, sondern eine Vorspann- und Federfunktion genutzt, um Schlagbelastungen und Kerbwirkungen zu verringern. Die Verschleißelemente 2 sind als Gussteile ausgelegt, die ohne eine maßgebende Nachbearbeitung hergestellt werden. Daher können kleine Unebenheiten wie sie bei einem Gussvorgang auftreten im Betrieb zu Spannungsbelastungen fuhren, die insbesondere im Fall einer Überbelastung zu einem Bruch des Verschleißelements fuhren können. Durch ein Dämpfungselement können hier Spitzenbelastungen vermieden und Einsatzdauem erhöht werden. Die Befestigungsabschnitte 18 bilden hier Durchgangslöcher für die Befestigungselemente genauer die Flächen der Senkungen, auf denen die Köpfe der Schrauben aufliegen.
Figur 4 zeigt die Grubberschar von Figur 1 und 2 in einer weiteren perspektivischen Teil- Explosionsansicht. Hier sind die vorderen drei Verschleißelemente 2 die als Schneidelemente 24 ausgeführt sind fest mit dem Grundkörper 20 verschraubt. Das mittlere Schneidelement läuft in einer Spitze 6 aus. Der hintere Teil des Grundkörpers 20 liegt frei und kann durch die Befestigungselemente 42 für den Grundkörper 20 über den Adapter 22 an den Grubberarm 40 angeschraubt werden. Der Grubberarm 40 ist mit Gewindebohrungen oder Durchgangsbohrungen versehen, in die die Befestigungselemente 42 für den Grundkörper 20 zur Befestigung des Grundkörpers 20 eingeschraubt werden. Um den Grundkörper 20 mit verschiedenen Arten bzw. Typen von Grubberarmen 40 verbinden zu können, ist ein Adapter 22 vorgesehen. Der Adapter 22 kann ebenfalls aus Gusseisen gefertigt sein. Vorne auf den Adapter wird mittels einer Befestigungsschraube 8 das als Leitelement 26 ausgeführtes Verschleißelement 2 auf den Grundkörper 20 geschraubt, wobei auch hier ein Dämpfungselement 28 eingesetzt werden kann.. Der Grundkörper 20 wird aus Stahl spanend aus einem Teil gefertigt, kann jedoch auch aus mehreren Teilen mittels Schweißverbindungen hergestellt oder als gesenkgeschmiedetes Teil ausgeführt werden.
Figur 5 zeigt ein Verschleißelement 2, das als Schneidelement 24 ausgelegt ist. Dieses Bauteil ist gegossen und erfordert lediglich die üblichen Nachbearbeitungen, die unter dem Begriff Entformen und Gussputzen fallen. Hierbei werden jedoch bevorzugt alle Schritte ausgenommen, die ein erzielen von Fertigungstoleranzen betreffen. Das Verschleißelement wird nach dem Guss nicht weiter bearbeitet, um beispielsweise eine Schneide zu schärfen, eine Anlagefläche zu glätten oder sonst welche formgebende Maßnahmen vorzunehmen. Im Idealfall ist das Gussstück nach dem Gießen fertig und bedarf keinerlei Bearbeitungen, um Fertigungstoleranzen einzuhalten. Der Begriff “Schliff4 wird hier absichtlich in Anführungszeichen gesetzt, um zu verdeutlichen, dass dieser Teil zwar einem “Schlif 4 einer herkömmlichen Klinge entspricht, nicht jedoch durch Schleifen hergestellt wird. Das Verschleißelement 2 bildet ein Schneidelement 24, mit einer Schneide 4 die als gewellte oder gezackte Schneide 4 ausgeführt ist, wobei die Schneide in einer Spitze 6 ausläuft. Die Schneide 4 wird durch einen eingegossenen “Schliff“ 14, der hier als Hohlkehle dargestellt ist, ausgefuhrt, wobei auch andere “Schliffformen“ denkbar sind. In der Figure 5 wird eine gerader bzw. Ebener „Schliff4 verwendet. Der Begriff “Schliff 4 wird in Anführungszeichen gestellt, um klarzustellen, dass es sich hier nur um eine Referenz zu einem entsprechenden Teil einer Schneide und nicht um einen tatsächlich geschliffenen Teil handelt. Das Schneidelement 24 bildet ein Blatt 12, entsprechend einer herkömmlichen Klinge. Der Bereich des Blattes wird im Betrieb nur geringfügigem Verschleiß unterworfen, da sich das Blatt im Wesentlichen parallel zu einer Bewegungsrichtung der Schar bzw. des Schneidelements 24 bewegt. Auf dem Blatt ist ein Verschleißbereich 30 vorgesehen in dem Material im Betrieb abgetragen werden kann, ohne die Funktion des Schneidelements 24 wesentlich zu beeinträchtigen. Bei Verwendung einer im Einsatz selbstschärfenden Schneide 4 kann der “Schliff 4 14 gleichmäßig abgetragen werden, bis die Linie der Verschleißgrenze 36 erreicht wird. Bei weiterem Verschleiß würden die Befestigungsabschnitte 18 betroffen, und die Befestigungselemente würden in Mitleidenschaft gezogen werden, mit denen die Schneidelemente 24 an dem Grundkörper lösbar befestigt sind. Auf dem Blatt 12 ist ebenfalls eine Beschriftung 44 wie ein maximales Anzugsmoment der Befestigungselemente 8, eine Kennzeichnung der Verschleißgrenze 36, ein Hersteller, eine Serien- oder Teilenummer vorgesehen. Es ist ebenfalls vorgesehen einen digitalen 2D-Code 32 auf dem Blatt anzubringen, um weitere Informationen wie beispielsweise ein Pfandsystem für die Verschleißelemente 2 oder Montageanleitungen oder -Videos zu über ein Code-Lesegerät mit einem Zugriff über das Internet verfügbar zu machen. Der 2D-Code kann als QR-Code ausgeführt sein.
Figur 6 zeigt ein Verschleißelement 2, das als Schneidelement 24 ausgeführt ist. Das Verschleißelement 2 der Figur 6 entspricht im Wesentlichen dem in der Figur 5 dargestellten. Die Schneide 4 ist gezackt bzw. gestuft ausgeführt. Der „Schliff 4 weist jeweils eine Hohlkehle 16 auf. Die Schneide bildet mehrere spitze Ecken oder Zähne 52. An die Schneide schließt sich ein Bereich mit Verschleißmaterial 30 an, das im Betrieb langsam abgetragen wird. Das Verschleißmaterial ist nach hinten durch die Linie der Verschleißgrenze 36 begrenzt. Anschließend an die Verschleißgrenze 36 ist das Blatt des Verschleißelements 2 mit schuppenförmigen Vorsprüngen 46 versehen, die die Kontaktfläche zu einem Erdreich verringern und so eine Reibung des vorbeistreichenden Erdreichs gegenüber dem Blatt des Verschleißelementes verringern sollen, auch wenn dieser Aspekt gegenüber der Arbeit, die notwendig ist, um mit der Schar die Erde aufzubrechen oder aufzuschneiden eher gering ausfällt. Es sind ebenfalls Erhebungen 46 von den Befestigungsabschnitten 18 vorgesehen, die wie ein Schild einen direkten Kontakt des vorbeistreichenden Erdreichs mit den Befestigungselementen beim Grubbern verhindern, sodass ein Verschleiß der Befestigungselemente zusätzlich verringert werden kann. Weiterhin weist das Verschleißelement flache Rippen auf, die sich in Längsrichtung oben und unten über das Blatt erstrecken. Zwischen den Rippen sind auf dem Verschleißelement 2 konkave Längsrißen gebildet, wobei die Rippen die Stabilität des Verschleißelements erhöhen. Die konkaven Längsrißen bilden am Ende des Verschleißelements 2 jeweils eine Einbuchtung der Hinterkante. Derartige Oberflächenstrukturen lassen sich aufgrund der Herstellung durch Gießen ohne Probleme verwirklichen.
Figur 7 zeigt das Verschleißelement 2 der Figur 6 in einer frontalen Ansicht. Die Hohlkehlen 16 der Schneiden erscheinen parallelogrammförmig. Die Unterseite ist in Querrichtung gestuft und bildet somit zumindest im Bereich der Schneiden in Längsrichtung verlaufende Stufen bzw. Vorsprünge 46. Die Unterseite des Verschleißelements 2 ist zusätzlich mit einer Beschichtung 48 versehen, die hier als thermisch gespritzte Schicht ausgefuhrt ist, und der geraden Schneide eine zusätzliche selbstschärfende Eigenschaft verleiht. In der Ansicht ist der Verschleißbereich 30 zu erkennen, der sich an die Schneiden anschließt. Hinter der Hohlkehle 16 ist das Blatt mit den schuppenförmigen Vorsprüngen 46 zu erkennen. Die obere Oberfläche des Verschleißelements weist Rippen auf, die das Verschleißelement verstärken sollen. Zwischen den Rippen bildet die Oberfläche konkave Rißen. Hinten an dem Verschleißelement sind die beiden Vorsprünge 46zu erkennen die wie ein Schild die Befestigungselemente in den Befestigungsabschnitten schützen sollen.
Bezugszeichenliste
2 V erschleißelement
4 Schneide 6 Spitze
8 Befestigungselement
12 Blatt
14 “Schliff4
16 Hohlkehle 18 Befestigungsabschnitt
20 Grundkörper
22 Adapter
24 Schneidelement
26 Leitelement 28 Dämpfungselemente / Dämpfer
30 V erschleißmaterial
32 2D-Code / QR-Code
36 V erschleißgrenze
40 Bodenbearbeitungswerkzeug / Stiel zur Montage an Bodenbearbeitungswerkzeug 42 Befestigungselemente für den Grundkörper / Adapter
44. Beschriftung
46 Vorsprung / Erhebung
48 Beschichtung
50 Befestigungsloch Dämpfer 52 Ecken / Zähne einer Schneide

Claims

Ansprüche
1. Verschleißelement (2) für ein Bodenbearbeitungswerkzeug (40), insbesondere ein landwirtschaftliches Bodenbearbeitungswerkzeug, mit mindestens einer Schneide (4) und/oder Spitze (6) und/oder einem Leitelement ( 26), sowie mindestens einem Befestigungsabschnitt (18) und insbesondere einer mechanischen Schnittstelle, eingerichtet zur lösbaren Befestigung des Verschleißelementes (2) an einem Grundkörper (20) eines Bodenbearbeitungswerkzeugs (40), dadurch gekennzeichnet, dass das Verschleißelement (2) aus Gusseisen, insbesondere aus weiß-erstarrtem Gusseisen hergestellt ist.
Verschleißelement (2) für ein Bodenbearbeitungswerkzeug (40) gemäß Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Gusseisen umfasst:
Kohlenstoff: 2,8 - 3,7 Gew.-%,
Silizium: 0,3 - 0,9 Gew.-%,
Mangan: 0,3 - 1,0 Gew.-%,
Phosphor: 0 - 0,5 Gew.-%,
Schwefel: 0 - 0,5 Gew.-%,
Chrom: 1 - 2 Gew.-%,
Nickel: 3,3 - 4,8 Gew.-%,
Molybdän: 0 - 0,7 Gew.-%,
Vanadium: 0 - 1 Gew.-%,
Kupfer: 0 - 1 Gew.-%,
Rest Eisen und unvermeidliche Verunreinigungen
3. Verschleißelement (2) für ein Bodenbearbeitungswerkzeug (40) gemäß Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass das Gusseisen umfasst: Kohlenstoff: 3,0 - 3,6 Gew.-%,
Silizium: 0,4 - 0,7 Gew.-%,
Mangan: 0,3 - 0,9 Gew.-%,
Phosphor: 0,001 - 0,3 Gew.-%,
Schwefel: 0,001 - 0,2 Gew.-%,
Chrom: 1,2 - 1,7 Gew.-%,
Nickel: 3,5 - 4,3 Gew.-%,
Molybdän: 0,001 - 0,4 Gew.-%,
Vanadium: 0,4 - 0,9 Gew.-%,
Kupfer: 0,001- 0,2 Gew.-%, Rest Eisen und unvermeidliche Verunreinigungen
Verschleißelement (2) für ein Bodenbearbeitungswerkzeug (40) gemäß Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, dass das Gusseisen umfasst:
Kohlenstoff: 3,22 - 3,28 Gew.-%,
Silizium: 0,55 - 0,7 Gew.-%,
Mangan: 0,45 - 0,55 Gew.-%,
Phosphor: 0,22 - 0,28 Gew.-%,
Schwefel: 0,01 - 0,1 Gew.-%,
Chrom: 1 ,45 - 1 ,55 Gew.-%,
Nickel: 3,72 - 3,82 Gew.-%,
Molybdän: 0,22 - 0,32 Gew.-%,
Vanadium: 0,35 - 0,45 Gew.-%,
Kupfer: 0,7 - 0,85 Gew.-%,
Rest Eisen und unvermeidliche Verunreinigungen. Verschleißelement (2) für ein Bodenbearbeitungswerkzeug (40) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Verschleißelement in einem Schleudergussverfahren gegossen werden kann. Verschleißelement (2) für ein Bodenbearbeitungswerkzeug (40) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Befestigungsabschnitt (18) mindestens eine Öffnung für ein Befestigungselement (8), insbesondere eine Senkkopfschraube oder mindestens eine Gewindebohrung umfasst, und/oder wobei die mechanische Schnittstelle mindestens eine Anlagefläche, insbesondere eine Anlagekante umfasst. Verschleißelement (2) für ein Bodenbearbeitungswerkzeug (40) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Schneide (4) des Verschleißelements (2) eine Hohlkehle (16) insbesondere eine einseitige Hohlkehle (16) aufweist. Verschleißelement (2) für ein Bodenbearbeitungswerkzeug (40) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Schneide (4) gerade oder insbesondere zumindest teilweise gewellt ausgeführt ist und/oder gezahnt ausgeführt ist und/oder konkav ausgeführt ist. Verschleißelement (2) für ein Bodenbearbeitungswerkzeug (40) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein Blatt (12) der Schneide (4) und /oder Spitze und/oder des Leitelementes (24) mit einer Verschleißanzeige versehen ist, und oder mit einer Angabe eines Drehmoments für Befestigungselemente (8) versehen ist und/oder mit einem Recyclinghinweis versehen ist. Verschleißelement (2) für ein Bodenbearbeitungswerkzeug (40) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei eine Schneide (4) des Verschleißelements (2) selbstschärfend ausgeführt ist, und insbesondere eine thermisch gespritzte Beschichtung umfasst, die bevorzugt nur einseitig und/oder partiell aufgetragen wird und/oder wobei das Verschleißelement (2) an mindestens einer Oberfläche mit einer Nitrierung oder Phosphatierung als Oberflächenhärtung versehen ist. Verschleißelement (2) für ein Bodenbearbeitungswerkzeug (40) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Verschleißelement (2) nicht spanend bearbeitet ist. Verschleißelement (2) für ein Bodenbearbeitungswerkzeug (40) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Verschleißelement (2) ein Verschleißelement (2) eines landwirtschaftlichen Bodenbearbeitungswerkzeugs (40) ist. Verschleißelement (2) für ein Bodenbearbeitungswerkzeug (40) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Verschleißelement (2) ein Verschleißelement (2) eines Pflugs, einer Pflugschar, eines Sechs, eines Scheibensechs, einer Rodeschar, eines Bodenhobels, einer Egge, Scheibenegge, Hacke, Rollhacke oder einer Hangscheibe ist. Verschleißelement (2) für ein Bodenbearbeitungswerkzeug (40) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Verschleißelement (2) ein Verschleißelement (2) für einen Grubber, insbesondere für eine Flügelschar und insbesondere für eine Gänsefußschar ist. Grundkörper (20) für ein Bodenbearbeitungswerkzeug (40) umfassend mindestens eine Aufnahme, um ein Verschleißelement (2) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14 lösbar an dem Grundkörper (20) zu befestigen und insbesondere anzuschrauben, wobei der Grundkörper (20) weiter eine Befestigungseinrichtung umfasst, um den Grundkörper (20) an einem Teil einer Bodenbearbeitungsmaschine zu befestigen. Grundkörper (20) für ein Bodenbearbeitungswerkzeug (40) gemäß Anspruch 15, eingerichtet, um über einen Adapter (22), an einem Teil einer Bodenbearbeitungsmaschine befestigt zu werden.
17. Adapter (22) eingerichtet, um einen Grundkörper (20) gemäß Anspruch 16 an Teilen verschiedener Bodenbearbeitungsmaschinen zu befestigen, wobei der Adapter (22) insbesondere aus Gusseisen besteht.
18. Grundkörper (20) für ein Bodenbearbeitungswerkzeug (40) gemäß Anspruch 17, weiter umfassend einen Adapter (22), um das Bodenbearbeitungswerkzeug (40) an Teilen verschiedener Bodenbearbeitungsmaschinen zu befestigen.
19. Dämpfungselement (28) umfassend eine im Wesentlichen flächige Gestalt und eingerichtet, um zwischen mindestens einem Verschleißelement (2) und einem Grundkörper (20) montiert zu sein, wobei das Dämpfungselement (28) mindestens eine Öffnung (50) für mindestens ein Befestigungselement (8) aufweist, wobei das Dämpfungselement (28) insbesondere ein Faserdichtungsmaterial, ein Kompositmaterial mit Graphit, ein Ferroelastik-Material, ein Metall- Elastomermaterial, Polymermaterial oder ein Mehrlagen- Metallmaterial umfasst.
20. Bodenbearbeitungswerkzeug (20) umfassend mindestens ein Verschleißelement (2) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, der lösbar an einem Grundkörper (40) gemäß einem der Ansprüche 15, 16 oder 18 befestigt ist, wobei bevorzugt zwischen dem mindestens einem Verschleißelement (2) und dem Grundkörper (20) jeweils ein flächiges Dämpfungselement (28) angeordnet ist.
21. Bodenbearbeitungswerkzeug (40), wobei das B odenbearbeitungswerkzeug (40) eine Grubberschar bildet, umfassend mindestens ein Verschleißelement (2) mit einer Schneide (4) und mindestens ein Verschleißelement (2) mit einer Spitze (6) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15, bevorzugt mindestens zwei Verschleißelemente (2) mit einer Schneide (4) und ein Verschleißelement mit einer Spitze (6) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15, die lösbar an einem Grundkörper (20) gemäß einem der Ansprüche 16, 17 oder 19 befestigt ist.
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