Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
MACHINE BLADE FOR FOOD PROCESSING
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2011/147936
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to a blade for cutting machines and to a method for producing a blade of said type. The blade has a basic body (10) composed of a first material (12) and has a cutting body (20) which is composed of a second material (22) and which has at least one cutting edge (24) formed thereon. Here, the second material (22) has a greater degree of hardness than the first material (12). The cutting body (20) is connected to the basic body (10) along a joint (26). According to the invention, the blade is produced by: a) providing a support (30) composed of a third material (32) of high thermal conductivity; b) placing the basic body (10) onto the support (30) such that a base surface of the basic body (10) and a surface of the support lie at least substantially parallel to one another and the joint (26) adjoins the surface of the support (30); c) generating the cutting body (20) by build-up welding of the second material (22) onto the first material (12) along the joint (26), wherein the support (30) is arranged so as to mechanically support the build-up welded second material (22), and d) grinding the cutting body (22) so as to form the at least one cutting edge (24).

Inventors:
EHRLE EGON (DE)
GEBERT ANDREAS (DE)
Application Number:
PCT/EP2011/058681
Publication Date:
December 01, 2011
Filing Date:
May 26, 2011
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
BE MASCHINENMESSER GMBH & CO KG (DE)
CEWOTEC GGMBH (DE)
SLAYER BLADES S R L (IT)
EHRLE EGON (DE)
GEBERT ANDREAS (DE)
International Classes:
B23K26/34; B02C18/18; B23K10/02; B23K31/02; B23K37/04; B23P15/40; B26D1/00; B26D1/14
Foreign References:
DE19530641C11996-11-28
EP1378328A22004-01-07
US20070163128A12007-07-19
DE202007011503U12007-10-11
JPS61150778A1986-07-09
JPH11221671A1999-08-17
EP0558870A11993-09-08
DE20313038U12003-10-30
Other References:
ECKART UHLMANN ET AL: "Die Kraft des Schalls", MESSERMAGAZIN 5/2007 OKTOBER/NOVEMBER 2007, 31 October 2007 (2007-10-31), Bad Aibling, pages 68 - 70, XP055006337, Retrieved from the Internet [retrieved on 20110906]
Attorney, Agent or Firm:
EISENFÜHR SPEISER & PARTNER (DE)
Download PDF:
Claims:
Ansprüche

1. Messer (40;50) für Schneidmaschinen, aufweisend einen Grundkörper (10) aus einem ersten Material (12) und einen Schneidkörper (20) aus einem zweiten Material (22) mit mindestens einer ausgebildeten Schneide (24), wobei das zweite Material (22) einen höheren Härtegrad aufweist als das erste Material (12) und der Schneidkörper (20) entlang einer Fügestelle (26) mit dem Grundkörper (10) verbunden ist, und wobei das Messer hergestellt ist durch

Bereitstellen einer Unterlage (30) aus einem dritten Material (32) hoher Wärmeleitfähigkeit;

Auflegen des Grundkörpers (10) auf die Unterlage (30), so dass eine Grundfläche des Grundkörpers (10) und eine Oberfläche der Unterlage zumindest im Wesentlichen parallel zueinander liegen sowie die Fügestelle (26) an die Oberfläche der Unterlage (30) angrenzt;

Erzeugen des Schneidkörpers (20) durch Auftragsschweißen des zweiten Materials (22) auf das erste Material (12) entlang der Fügestelle (26), wobei die Unterlage (30) zum mechanischen Stützen des auftragsgeschweißten zweiten Materials (22) angeordnet ist und

Schleifen des Schneidkörpers (20) zum Ausbilden der mindestens einen Schneide (24).

2. Messer (40) nach Anspruch 1 , bei dem der Schneidkörper (20) durch Plasma- Pulver-Auftragsschweißen erzeugt ist.

3. Messer (50) nach Anspruch 1 , bei dem der Schneidkörper (20) durch Laser-Pulver- Auftragsschweißen erzeugt ist. Messer (40; 50) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Fügestelle eine Nut aufweist, die beim Auftragsschweißen mit dem zweiten Material (22) gefüllt wird.

Messer (40; 50) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Wärmeleitfähigkeit des dritten Materials (32) höher ist als die Wärmeleitfähigkeit des ersten (12) und des zweiten Materials (22).

Messer (40; 50) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem das Auftragsschweißen entlang der Fügestelle (26) mittels eines geführten Lichtbogens erfolgt, welcher pendelnd von der Fügestelle (26) weg und zur Fügestelle (26) hin schwenkt und somit derart geführt ist, dass das zweite Material (22) entlang der Fügestelle (26) abschnittsweise in zur Fügestelle (26) im Wesentlichen senkrechter Richtung auftragsgeschweißt ist und der Schneidkörper (20) von aneinander anschließend verbundenen senkrecht auftragsgeschweißten Materialabschnitten gebildet wird.

Messer (40; 50) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die Fügestelle (26) durch einen ebenen Abschnitt am Grundkörper (10) gebildet ist.

Messer (40) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die Fügestelle (26) durch einen an den Grundkörper (10) radial anschließende Zylindermantelflächenabschnitt oder Kegelmantelflächenabschnitt gebildet ist.

Messer (40; 50) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Unterlage (30) eine Kupferunterlage ist.

Messer (40) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Unterlage (30) für das Auflegen des Grundkörpers (10) eine Aussparung (34) mit einer Grundfläche aufweist, welche größer ist als die Grundfläche des Grundkörpers (10), wobei die Grundfläche des aufgelegten Grundkörpers (10) und die Grundfläche der Aussparung (34) eine Differenzfläche (36) definieren, die eine Grundfläche des Schneidkörpers (20) bemisst.

Messer (40) nach Anspruch 10, bei dem die Aussparung (34) der Unterlage durch mindestens zwei ebene Flächen gebildet wird, nämlich durch eine erste Ebene mit einem Umfangsverlauf, der im Wesentlichen identisch ist mit dem Umfangsverlauf der Grundfläche des Grundkörpers (10), und einer zweiten tiefer liegenden Ebene mit einem Umfangsverlauf, der die Grundfläche des Schneid körpers (20) bemisst.

12. Messer (40; 50) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem das erste Material (12) ein korrosionsbeständiger Stahl ist.

13. Messer (40; 50) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der Grundkörper (10) ausschließlich aus dem ersten Material (12) besteht.

14. Messer (40; 50) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem das zweite Material (22) eine Eisenbasislegierung mit folgenden Inhaltsstoffen ist: Chrom, Va- nadium, Molybdän, Mangan, Silizium, Kohlenstoff und Nickel.

15. Messer (40) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem sich der Schneidkörper (20) über eine Distanz von 5 bis 25 mm vom Grundkörper (10) weg erstreckt.

16. Messer (40) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der Schneidkörper (20) an der Fügestelle (26) eine Dicke von bis zu 4 mm aufweist.

17. Messer (40; 50) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der Schneidkörper (20) mittels Ultraschall gehärtet ist.

18. Messer (40) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Grundfläche des Grundkörpers (10) kreisförmig ist und der Schneidkörper (20) mit dem Grund- körper (10) radial an diesen anschließend verbunden ist.

19. Verfahren zum Herstellen eines Messers (40; 50) für Schneidmaschinen, bei dem das Messer einen Grundkörper aus einem ersten Material und einen Schneidkörper aus einem zweiten Material mit mindestens einer ausgebildeten Schneide aufweist, bei dem das zweite Material einen höheren Härtegrad aufweist als das erste Material und der Schneidkörper entlang einer Fügestelle mit dem Grundkörper verbunden ist und das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Bereitstellen einer Unterlage aus einem dritten Material vorzugsweise hoher Wäreleitfähigkeit;

Auflegen des Grundkörpers auf die Unterlage, so dass eine Grundfläche des Grundkörpers und eine Oberfläche der Unterlage zumindest im Wesentlichen parallel zueinander liegen sowie die Passstelle an die Oberfläche der Unterlage angrenzt;

Erzeugen des Schneid körpers durch Auftragsschweißen des zweiten Materials auf das erste Material entlang der Fügestelle, wobei die Unterlage zum mechanischen Stützen des auftragsgeschweißten zweiten Materials angeordnet ist und

Schleifen des Schneidkörpers zum Ausbilden der mindestens einen Schneide.

Description:
Maschinenmesser für die Lebensmittelverarbeitung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Messer für Schneid maschinen sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Messers für Schneidmaschinen. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Maschinenmesser für die Lebensmittelverarbeitung.

Maschinenmesser dienen beispielsweise einem Zerkleinern und/oder einem Durchmischen von Ausgangsstoffen, insbesondere von Lebensmitteln wie Fleisch, Käse, Wurst, Gemüse, Obst, von Biomasse oder dergleichen weitere. Ebenfalls werden Messer für Schneidmaschinen zumindest indirekt zum Befördern vorstehender Ausgansstoffe innerhalb eines Verarbeitungsgefäßes eingesetzt. Die Geometrie und der Aufbau des Messers sind dabei an eine jeweilige Bearbeitungsaufgabe angepasst.

Aufgrund ihrer besonders hohen Belastung haben Messer häufig nur eine geringe Standzeit von wenigen Stunden und daher bereits nach wenigen Stunden demontiert und nachgeschärft werden. Beispielsweise ist bekannt, dass Messer, die zum Zerkleinern von mit Knochen versetztem Fleisch eingesetzt werden, unter Umständen bereits nach 3- stündiger Betriebszeit nachgeschliffen werden. Generell ist man bestrebt, Messer mit Werkstoffen herzustellen, die sowohl hohen Querkräften widerstehen als auch eine hohe Schneidhaltigkeit besitzen, sprich Messer, die einen hohen Härtegrad, eine hohe Zähigkeit sowie eine lange Standzeit aufweisen.

Aus der Gebrauchsmusterschrift DE 203 13 038 U1 ist ein Messer für den Einsatz in Lebensmittelschneidemaschinen bekannt, welches aus einem Messerg rundkörper und einem zugeordneten Schneidkörper mit ausgebildeten Schneiden besteht. Diese Veröffentlichung schlägt vor, zum kraftschlüssigen Fügeverbinden des Schneidkörpers mit dem Messergrundkörper wahlweise ein Klebeverfahren, ein Schweißverfahren oder ein Lötverfahren mit weichen kraftverteilenden Zusatzwerkstoffen oder auch Nietverbindungen einzusetzen.

Es ist ein der vorliegenden Erfindung zugrundeliegendes technisches Problem, ein Messer für Schneidmaschinen bereitzustellen, welches sich gegenüber bekannten Messern insbesondere durch eine längere Standzeit auszeichnet.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird das oben genannte technische Problem gelöst durch ein Messer für Schneidmaschinen, welches einen Grundkörper aus einem ersten Material und einen Schneidkörper aus einem zweiten Material mit mindestens einer ausgebildeten Schneide aufweist, wobei das zweite Material einen höheren Härtegrad aufweist als das erste Material und der Schneidkörper entlang einer Fügestelle mit dem Grundkörper verbunden ist. Das erfindungsgemäße Messer erhält seine Eigenschaften durch seine Herstellungsweise, die die folgenden Schritte umfasst:

Bereitstellen einer Unterlage aus einem dritten Material hoher Wärmeleitfähigkeit;

Auflegen des Grundkörpers auf die Unterlage, so dass eine Grundfläche des Grundkörpers und eine Oberfläche der Unterlage zumindest im Wesentlichen parallel zueinander liegen sowie die Fügestelle an die Oberfläche der Unterlage angrenzt;

Erzeugen des Schneid körpers durch Auftragsschweißen des zweiten Materials auf das erste Material entlang der Fügestelle, wobei die Unterlage zum mechanischen Stützen des auftragsgeschweißten zweiten Materials angeordnet ist und

Schleifen des Schneidkörpers zum Ausbilden der mindestens einen Schneide. Die vorliegende Erfindung schließt die Erkenntnis ein, dass sich Unterlagen niedriger Wärmeleitfähigkeit, welche bei der Herstellung bekannter Messer für Schneidmaschinen eingesetzt werden, wie beispielsweise Keramikunterlagen, negativ auf die Qualität bekannter Messer auswirken. Dadurch, dass der Grundkörper des erfindungsgemäßen Messers während des Auftragsschweißens des zweiten Materials auf eine Unterlage aus einem dritten Material hoher Wärmeleitfähigkeit aufliegt, weist der Schneidkörper des erfindungsgemäßen Messers eine besonders hohe Oberflächengüte auf. Die hohe Wärmeleitfähigkeit des dritten Materials der Unterlage, welche typischerweise im Bereich der Wärmeleitfähigkeit von Metallen liegt, bewirkt nämlich ein schnelles Abführen einer im Grundkörper und vor allem im Schneidkörper befindlichen Wärme hin zur Unterlage. Die Unterlage ist damit eine wärmeableitende Unterlage. Daher wird ein Diffusionsprozess und/oder ein anderer Materialtransportprozess zwischen dem Grundkörper und dem Schneidkörper weitestgehend vermieden, so dass entlang der Fügestelle zwischen Grundkörper und Schneidkör- per ein quasi-diskontinuierlicher Sprung bei Werten materialspezifischer Parametern zu beobachten ist. Der Anteil vom ersten Material im zweiten Material des Schneidkörpers beträgt damit in einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Messers nicht mehr als 5%.

Das erfindungsgemäße Messer weist im Schneidkörper weniger Poren auf und zeigt weniger Bindungsfehler als bekannte Messer.

Die Unterlage aus dem dritten Material hoher Wärmeleitfähigkeit fungiert zum einen im Sinne einer Schweißbadsicherung und zum anderen im Sinne einer Kühlung des Grundkörpers und des Schneidkörpers während des Auftragsschweißens und nach dem Auftragsschweißen, mit anderen Worten im Sinne einer Wärmesenkung. Das erfindungsgemäße Messer zeichnet sich insbesondere durch eine sehr lange Standzeit aus, welche gegenüber Standzeiten vergleichbarer Messer um den Faktor 2 bis 5 verlängert ist.

Ferner erlaubt das schnelle Abführen der Wärme des Grundkörpers und des Schneidekörpers hin zu der Unterlage ein Erzeugen eines besonders schmalen Schneidkörpers und damit das Ausbilden eines Schneidkörpers besonders hoher Güte. Die oben genannten Vorteile lassen sich mit bekannten Verfahren zur Messerherstellung, bei denen zur Schweißbadsicherung beispielsweise Keramikunterlagen, also Unterlagen aus Materialien geringer Wärmeleitfähigkeit, nicht erzielen.

Das Material des Grundkörpers ist beispielsweise ein handelsüblicher korrosionsbestän- diger Stahl.

Nachfolgend werden weitere Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Messers beschrieben. Die zusätzlichen Merkmale der weiteren Ausführungsformen können zur Bildung anderer Ausführungsbeispiele miteinander und/oder mit oben bereits beschrieben optionalen Merkmalen kombiniert werden, sofern diese nicht ausdrücklich als alterna- tiv zueinander beschrieben sind.

Bevorzugt ist der Schneidkörper durch Plasma-Pulver-Auftragsschweißen erzeugt. Das zweite Material des Schneidkörpers ist bevorzugt eine Eisenlegierung.

Der Schneidkörper kann auch durch Laser-Pulver-Auftragsschweißen erzeugt werden. Der erforderliche Schmelzprozess wird beispielsweise mittels einer Laser-Pulver- Auftragsschweißanlage ausgeführt. Außerdem braucht die Unterlage in dem Fall, dass der Schneidkörper durch Laser-Pulver-Auftragsschweißen erzeugt wird, nicht notwendigerweise eine hohe Wärmeleitfähigkeit zu besitzen.

Die Variante mit dem Laser-Pulver-Auftragsschweißen hat den Vorteil, dass hierbei ein noch geringerer Wärmeeintrag in den Grundkörper und/oder die Unterlage verursacht wird. Dies ist vor allem auf den vergleichsweise feinen Schmelzstrahl zurückzuzuführen. Insofern wird der Diffusionsprozess und/oder ein anderer Materialtransportprozess zwischen dem Grundkörper und dem Schneidkörper noch weitergehender vermieden, so dass entlang der Fügestelle zwischen Grundkörper und Schneidkörper ein quasidiskontinuierlicher Sprung bei Werten materialspezifischer Parametern zu beobachten ist. Als Material für eine als Unterlage mit hoher Wärmeleitfähigkeit (als drittes Material) ist Kupfer oder eine Kupferlegierung geeignet und bevorzugt.

Zweckmäßiger Weise ist die Wärmeleitfähigkeit des dritten Materials höher als die des ersten und des zweiten Materials. Diese Variante ist insbesondere dann bevorzugt, wenn der Schneidkörper mittels Plasma-Pulver-Auftragsschweißen erzeugt wird, da dabei der Wärmeeintrag typischerweise höher ist als beim Laser-Pulver-Auftragsschweißen und eine schnelle Wärmeabfuhr zur Vermeidung von Verzug infolge des Wärmeeintrags vorteilhaft ist.

Während Grundmaterial und Schneidkörper vorzugsweise eine Wärmeleitfähigkeit unter 100 Watt pro Kelvin Meter besitzen, hat die Unterlage für das Plasma-Pulver- Auftragsschweißen vorzugsweise eine Wärmeleitfähigkeit von über 200 Watt pro Kelvin Meter oder besser noch 300 Watt pro Kelvin Meter.

Das Schleifen des Schneidkörpers zum Ausbilden der mindestens einen Schneide kann auf verschiedene Weise erfolgen, beispielsweise derart, dass der Schneidkörper einseitig oder zweiseitig spitz zuläuft oder einen zur Grundfläche des Grundkörpers senkrecht stehenden oder angewinkelten ebenen Abschnitt aufweist.

In einer weiteren Ausführungsform des Messers kann die Fügestelle mit einer Nut ausgestattet sein, die einen beständigeren Verbund von Schneidkörper und Grundkörper ermöglicht. Die Nut wird folglich beim Auftragsschweißen mit dem zweiten Material ge- füllt.

In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Auftragsschweißen entlang der Fügestelle mittels eines geführten Lichtbogens, welcher alternierend von der Fügestelle weg und zur Fügestelle hin pendelt und somit derart geführt ist, dass das zweite Material entlang der Fügestelle abschnittsweise in zur Fügestelle im Wesentlichen senkrechter Richtung auftragsgeschweißt ist und der Schneidkörper von aneinander anschließend verbundenen senkrecht auftragsgeschweißten Materialabschnitten gebildet wird.

Im Falle eines runden Grundkörpers wird der Schweißstrahl in radialer Richtung alternierend zum Messerzentrum hin und vom Messerzentrum weg geführt, so dass die miteinander verschmolzenen Materialabschnitte in Umfangsrichtung aneinander anschließen. In einer bevorzugten Ausführungsform des Messers ist die Fügestelle durch einen ebenen Abschnitt am Grundkörper gebildet. In einer alternativen bevorzugten Ausführungsform ist die Fügestelle durch einen an den Grundkörper radial anschließende Zylindermantelflächenabschnitt oder Kegelmantelflächenabschnitt gebildet. Beide oben genannten Ausführungsformen haben den Vorteil, dass ein Großteil des zweiten Materials des Schneidkörpers zum Ausbilden der Schneide genutzt werden kann, da mit dem zweiten Material weder eine Nut oder eine ähnliche Aufnahme im Grundkörper gefüllt wird noch ein den Schneidkörper stützender und abgeflachter Vorsprung des Grundkörpers vorgesehen ist. Ebenso ist eine etwaige Nachbearbeitung des Messers einfacher, da sich der genutzte Schneidkörper einfach abtrennen lässt, wohingegen bei Fügestellen mit einer Nut oder einer ähnlicher Aufnahme das Material des Schneidköpers auch aus dieser Nut bzw. aus der ähnlichen Aufnahme vor einem erneuten Auftragsschweißen entfernt werden muss, was vergleichsweise aufwendig ist.

Denkbar ist alternativ auch eine lösbare Verbindung von Grundkörper und Schneidkörper durch Kleben o. a., die den Vorteil hat, dass die gesamte härtere Schneide nach Ausschöpfung des gesamten Nachschleifbereiches entfernt und durch eine neue Schneide ersetzt werden kann. Der Grundkörper kann somit längerfristig genutzt werden. Die Kosten werden für den Anwender erheblich gesenkt.

Das erfindungsgemäße Messer lässt sich in dieser Ausführungsform in Bezug auf die Größe des Schneidkörpers besonders häufig nachschleifen, womit nicht nur die Standzeit, sondern auch die Lebensdauer des erfindungsgemäßen Messers erhöht ist.

Bevorzugt erstreckt sich der die Fügestelle bildende Abschnitt - entsprechend der Richtung jener Fläche des Grundkörpers, an die der Schneidkörper ansetzt - in einer im Wesentlichen senkrecht oder leicht angewinkelt, beispielsweise in einem Winkel zwischen 90" und 45" bzw. zwischen 90° und 135° zur Grundfläche des Grundkörpers verlaufenden Richtung.

In anderen Ausführungsformen, insbesondere bei solchen, bei denen der Grundkörper nicht nur aus dem ersten Material, sondern auch aus einem weiteren Material besteht, beispielsweise bei einem beschichteten Grundkörper, kann es vorteilhaft sein, dass die Fügestelle nicht nur durch einen einzigen Abschnitt gebildet wird, sondern beispielsweise durch zwei oder mehrere zueinander angewinkelte Abschnitte.

Die für die Herstellung verwendete Unterlage ist vorzugsweise eine Kupferunterlage, da Kupfer eine besonders hohe Wärmeleitfähigkeit besitzt. Nach Erkenntnis der Erfinder lassen sich die oben beschriebenen vorteilhaften Wirkungen insbesondere durch eine

BERICHTIGTES BLATT (REGEL 91)

ISA/EP Kupferunterlage erzielen. Es sind aber auch Kupferlegierungen oder ein anderes drittes Material hoher Wärmeleitfähigkeit denkbar.

Zweckmäßigerweise weist die Unterlage für das Auflegen des Grundkörpers eine Aussparung mit einer Grundfläche auf, welche größer ist als die Grundfläche des Grundkörpers. Die Grundfläche des in die Aussparung aufgelegten Grundkörpers und die Grundfläche der Aussparung definieren eine Differenzfläche, die wiederum eine Grundfläche des Schneidkörpers bemisst. Das zweite Material wird demnach bevorzugt derart auftragsgeschweißt, dass es den Raum zwischen der Fügesteile des Grundkörpers, der Differenzfläche und einem Abschluss der Aussparung im Wesentlichen füllt. Die Unterlage bewirkt so eine besonders schnelle Abführung der Wärme des auftragsgeschweißten zweiten Materials und realisiert eine zweckmäßige Sicherung des Schweißbades. Der Aufmischungsgrad mit dem Grundwerkstoff in der Übergangszone beträgt max. 5%.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Aussparung der Unterlage durch mindestens zwei ebene Flächen gebildet, nämlich durch eine erste Ebene mit einem Umfangsverlauf, der im Wesentlichen identisch ist mit dem Umfangsverlauf der Grundfläche des Grundkörpers, und einer zweiten tiefer liegenden Ebene mit einem Umfangsverlauf, der die Ziel-Grundfläche des Schneidkörpers bemisst. Somit weist der Schneidkörper dieser Ausführungsform des Messers einen Vorsprung auf, der für bestimmte Anwendungen vorteilhaft ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das erste Material ein vorzugweise korrosionsbeständiger Stahl, beispielsweise ein Stahl mit der Materialkennung 1.4021, 1.4023 oder 1.4301.

Das zweite Material ist, sowohl betreffend das Plasma-Pulver-Auftragsschweißen als auch das Laser-Pulver-Auftragsschweißen, bevorzugt eine Eisenlegierung mit beispielsweise den folgenden Inhaltsstoffen: Chrom (Cr), Vanadium (V), Molybdän (Mo), Mangan (Mn), Silizium (Si), Kohlenstoff (C) und Nickel (Ni), z.B. mit der folgenden ungefähren Zusammensetzung: 15% Cr, 15% V, 1,3% Mo, 0.9% Mn, 0.9% Si, 4,2% C, 2% Ni und im übrigen Eisen. Vergleichbare Legierungen können ebenfalls eingesetzt werden, z.B. eine mit der folgenden ungefähren Zusammensetzung: 4,4% C, 0,9% Si, 17% Cr, 09% Mn, 2,0% Mo, 15% V, 3.0% Ni und im Übrigen Eisen. Das erfindungsgemäße Messer mit einem solchen Schneidkörper zeichnet sich durch eine besonders hohe Standzeit aus.

BERICmiGTES BLATT (REGEL 91)

ISA/EP Bevorzugt besteht der Grundkörper des erfindungsgemäßen Messers ausschließlich aus dem ersten Material. Eine Beschichtung des Grundkörpers ist in den meisten Ausführungsformen nicht notwendig, da das Material des Grundkörpers bereits korrosionsbeständig ist. Ein besonders hoher Anteil an Kohlenstoff im korrosionsbeständigen Stahl zur Härtung des Materials des Grundkörpers ist aufgrund des Schneidköpers aus dem zweiten Material ebenfalls nicht notwendig.

Allenfalls weist der Grundkörper des erfindungsgemäßen Messers eine Beschichtung zum Erwirken eines Anti-Sticking-Effekts auf, also eine derartige Beschichtung, die einem Anhaften des Schneidguts am Grundkörper entgegenwirkt. Der Schneidkörper des erfindungsgemäßen Messers erstreckt sich beispielsweise über eine Distanz von 5 bis 25 mm vom Grundkörper weg.

An der Fügestelle weist der Schneidkörper in unbearbeitetem Zustand beispielsweise eine Dicke von bis zu 4 mm auf. Bei größeren Dicken kann es vorteilhaft sein, dass die Fügestelle nicht allein durch einen ebenen Abschnitt gebildet wird, sondern im Grundkör- per eine vorgefräste Nut oder eine ähnliche Aufnahme für den Schneidkörper vorgesehen ist.

Der Schneidkörper des erfindungsgemäßen Messers ist kann gehärtet sein, so dass der Schneidkörper im Ergebnis eine Härte zwischen 42 und 56 HRC (engl.: Hardness Rockwell Scale) erhält. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Grundfläche des erfindungsgemäßen Messers kreisförmig und der Schneidkörper mit dem Grundkörper radial an diesen anschließend verbunden. Der Grundkörper des erfindungsgemäßen Messers kann vergütet/gehärtet sein und somit eine Grundhärte bis 45 HRC aufweisen. In vielen Fällen ist aber eine Vergütung oder Härtung nicht erforderlich, insbesondere dann nicht, wenn der Grundkörper durch eine ausreichende Dicke oder eine spezielle konstruktive Ausführung eine ausreichende Steifigkeit besitzt. Das trifft insbesondere auch dann zu, wenn rostfreie Stähle verwendet werden, oder durch spezielle Beschichtungsverfahren ein ausreichender Korrosionsschutz erreicht wird.

Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Messers für Schneidmaschinen, bei dem das Messer einen Grundkörper aus einem ersten Material und einen Schneidkörper aus einem zweiten Material mit mindestens einer ausgebildeten Schneide aufweist, bei dem das zweite Material einen höheren Härtegrad aufweist als das erste Material und der Schneidkörper entlang einer Fügestelle mit dem Grundkörper verbunden ist und das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:

Bereitstellen einer Unterlage aus einem dritten Material hoher Wärmeleitfähigkeit;

Auflegen des Grundkörpers auf die Unterlage, so dass eine Grundfläche des Grundkörpers und eine Oberfläche der Unterlage zumindest im Wesentlichen parallel zueinander liegen sowie die Passstelle an die Oberfläche der Unterlage angrenzt;

Erzeugen des Schneid körpers durch Auftragsschweißen des zweiten Materials auf das erste Material entlang der Fügestelle, wobei die Unterlage zum mechanischen Stützen des auftragsgeschweißten zweiten Materials angeordnet ist und

Schleifen des Schneidkörpers zum Ausbilden der mindestens einen Schneide.

Das erfindungsgemäße Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung teilt die Vorteile des Messers des ersten Aspektes dieser Erfindung. Insbesondere hat das Verfahren des zweiten Aspektes der Erfindung bevorzugte Ausführungsformen, die den zusätzlichen Merkmalen der oben beschriebenen Ausführungsformen des Messers des ersten Aspektes sinngemäß entsprechen. Dies gilt insbesondere auch für die Materialeigenschaften des Grundkörpers, des Schneidekörpers und der Unterlage.

Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird das oben genannte technische Problem gelöst durch ein Messer für Schneidmaschinen, aufweisend einen Grundkörper aus einem ersten Material und einen Schneidkörper aus einem zweiten Material mit mindestens einer ausgebildeten Schneide, wobei das zweite Material einen höheren Härtegrad aufweist als das erste Material und der Schneidkörper entlang einer Fügestelle mit dem Grundkörper verbunden ist, und wobei das Messer hergestellt ist durch:

Auflegen des Grundkörpers auf eine Unterlage, so dass eine Grundfläche des Grundkörpers und eine Oberfläche der Unterlage zumindest im Wesentlichen parallel zueinander liegen sowie die Fügestelle entlang einer der Oberfläche der Unterlage abgewandten Seite des Grundkörpers verläuft; Erzeugen des Schneidkörpers durch Laser-Pulver-Auftragsschweißen des zweiten Materials auf das erste Material entlang der Fügestelle, so dass sich der Schneiderkörper seitlich an den Grundkörper ansetzend ausbildet, und

Schleifen des Schneid körpers zum Ausbilden der mindestens einen Schneide. Dieser Aspekt der Erfindung schließt die Erkenntnis ein, dass aufgrund des Laser-Pulver- Auftragsschweißen beim Schmelzprozess nur ein vergleichsweise geringer Wärmeeintrag in Grundkörper und Unterlage verursacht wird, so dass eine Unterlage besonders hoher Wärmeleitfähigkeit, wie beispielsweise eine Kupferunterlagen, zur Erzielung der bereits betreffend den ersten Aspekt der Erfindung erläuterten Vorteile nicht notwendig ist. Dennoch kann auch bei dem Messer des dritten Aspektes der Erfindung eine solche Unterlage hoher Wärmeleitfähigkeit für den Herstellungsprozess vorgesehen werden.

Das seitliche Ansetzen des Schneidkörpers an den Grundkörper hat im Vergleich zum einem Schneidkörper, der in radialer Richtung an den Grundkörper ansetzt, den Vorteil, dass hierbei während eines späteren Schneidvorgangs mit dem Messer des dritten Aspektes der Erfindung in verbesserter Weise eine gleichzeitige Schneid- als auch Trennwirkung erwirkt wird. Dabei kann der Schneidkörper auf den Grundkörper sowohl in Gestalt einer Dünnbeschichtung als auch in Gestalt einer Dickbeschichtung ansetzen.

Der Schneidkörper hat im abschließenden, geschliffenen Zustand vorzugswiese einer Schneidstärke im geschliffenen Zustand von ca. 1-3mm - einer Schneidbreite (je nach Bedarf) über den gesamten Nachschleifbereich von ca. 15 bis 20 mm einer Härte der Schneide von 59 bis 62 HRC (je nach Bedarf)

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen des Messers des dritten Aspektes stimmen, soweit technisch vereinbar, mit den vorteilhaften Ausführungsformen des Messers des zweiten Aspektes überein, insbesondere betreffend Dimensions- und Materialangaben, wie Schichtdicken und Schichtbreiten. Korrespondierend zum dritten Aspekt wird gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Messers für Schneidmaschinen, das Messer aufweisend einen Grundkörper aus einem ersten Material und einen Schneidkörper aus einem zweiten Material mit mindestens einer ausgebildeten Schneide, wobei das zweite Material einen höheren Härtegrad aufweist als das erste Material und der Schneidkörper entlang einer Fügestelle mit dem Grundkörper verbunden ist, vorgeschlagen, das die folgenden Schritte umfasst:

Auflegen des Grundkörpers auf eine Unterlage, so dass eine Grundfläche des Grundkörpers und eine Oberfläche der Unterlage zumindest im Wesentlichen parallel zueinander liegen sowie die Fügestelle entlang einer der Oberfläche der Unterlage abgewandten Seite des Grundkörpers verläuft;

Erzeugen des Schneidkörpers durch Laser-Pulver-Auftragsschweißen des zweiten Materials auf das erste Material entlang der Fügestelle, so dass sich der Schneiderkörper seitlich an den Grundkörper ansetzend ausbildet, und - Schleifen des Schneidkörpers zum Ausbilden der mindestens einen Schneide.

Nachfolgend werden weitere Vorteile der erfindungsgemäßen Messer des ersten und dritten Aspektes der Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben. Darin zeigen Figuren 1 bis 7 und 9 jeweils in schematischer Darstellung verschiedene Ausgestaltungen von Grundkörper und Schneidkörper der erfindungsgemäßen Messer. Fig. 8 zeigt, ebenfalls in schematischer Darstellung, einen auf einer Unterlage aufliegenden Grundkörper nach einem Auftragen eines Schneidkörpers.

Fig. 1 und Fig. 9 zeigen jeweils in schematischer Darstellung eine Teilansicht eines Querschnitts einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Messers 40 beziehungsweise 50. Das erfindungsgemäße Messer 40/50 ist in Verbundform ausge- führt und umfasst einen Grundkörper 10 aus einem ersten Material 12 sowie einen Schneidkörper 20 aus einem zweiten Material 22. Das zweite Material 22 weist einen höheren Härtegrad auf als das erste Material 12. Der Schneidkörper 20 ist entlang einer Fügestelle 26 mit dem Grundkörper 10 verbunden. Das verwendete Material 12 ist vorzugsweise, aber nicht in jedem Falle ein rostfreier oder korrosionsbeständiger Stahl, wie beispielsweise 1.4006, 1.4021 , 1.4024, 1.4301 m S355.

Das zweite Material 22 ist bevorzugt eine Eisenbasislegierung und ist entlang der Fü- gesteile 26 auftragsgeschweißt, bevorzugt mittels Plasmapulverauftragsschweißen, das auch als PTA-Verfahren bekannt ist (engl.: Plasma Transfer Are), oder Laser-Pulver- Auftragsschweißen.

Vor dem Auftragsschweißen des zweiten Materials 22 wird betreffend das Messer 40 gemäß Fig. 1 bis 7 eine in Fig. 8 näher dargestellte Unterlage 30 aus einem dritten Mate- rial 32 hoher Wärmeleitfähigkeit bereitgestellt. Der Grundkörper 10 des herzustellenden Messers wird auf die Unterlage 30 aufgelegt, so dass eine Grundfläche des Grundkörpers 10 und eine Oberfläche der Unterlage 30 zumindest im Wesentlichen parallel zueinander liegen sowie die Fügestelle 26 an die Oberfläche der Unterlage 30 angrenzt. Die Unterlage 30 ist zum mechanischen Stützen des auftragsgeschweißten zweiten Materials 22 angeordnet. Anschließend wird der Schneidkörper 20 des Messers geschliffen, um eine Schneide 24 auszubilden.

Bei dem in den Figuren 1 bis 3 und 5 bis 7 dargestellten Ausführungsformen des Messers ist die Fügestelle 26 beispielsweise durch einen ebenen Abschnitt oder einen Zylindermantelflächenabschnitt oder einen Kegelmantelflächenabschnitt gebildet. Der die Fü- gesteile 26 bildende Abschnitt liegt bei den Ausführungsformen gemäß den Figuren 3, 5, 6 und 7 senkrecht zur Grundfläche des Grundkörpers 10. Alternativ ist der Abschnitt leicht angewinkelt, wie beispielsweise bei den in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsformen in einem Winkel von etwa 70° zur Grundfläche des Grundkörpers 10.

Das Schleifen des Schneidkörpers 20 zum Ausbilden der Schneide 24 kann gemäß den Darstellungen in Fig. 1 bis Fig. 7 auf verschiedene Weisen erfolgen, beispielsweise derart, dass der Schneidkörper 20 entweder einseitig (Fig. 1 und Fig. 4 bis Fig. 6) oder zweiseitig (Fig. 3 und Fig. 7) spitz zuläuft oder keine ausgebildete Spitze, jedoch zwei Kanten aufweist (Fig. 2)

Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform, bei der der Grundkörper 10 nicht nur aus dem ersten Material 12, sondern auch aus einem weiteren Material 14 besteht. Das weitere Material 14 ist beispielsweise ein Beschichtungsmaterial. Fig. 8 zeigt ein auf der Unterlage 30 aufliegendes Messer in Verbundform mit einem Grundkörper 10 und einem Schneidkörper 20. Das Material 32 der Unterlage 30 ist bevorzugt Kupfer oder eine Kupferlegierung. Die Unterlage 30 weist eine Aussparung 34 für das Auflegen des Grundkörpers 10 auf. Die Grundfläche der Aussparung 34 ist größer als die Grundfläche des Grundkörpers 10. Die Grundfläche der Unterlage 30 und die Grundfläche des Grundkörpers 10 definieren eine Differenzfläche 36, die die Grundfläche des Schneid körpers 20 bemisst. Das zweite Material 22 wird demnach derart auftragsgeschweißt, dass es den Raum zwischen der Fügestelle 26 des Grundkörpers 10, der Differenzfläche 36 und einem Abschluss 38 der Aussparung 34 im Wesentlichen füllt. Die Unterlage 30 bewirkt somit eine besonders schnelle Abführung der Wärme des auftragsgeschweißten Materials 22 und realisiert eine zweckmäßige Sicherung des Schweißbades.

Bei dem Messer 50 gemäß Fig. 9 erfolgte das Auftragen des Schneidkörpers 20 mittels Laser-Pulver-Auftragsschweißen, bei dem nicht notwendiger Weise eine Unterlage hoher Wärmeleitfähigkeit vorgesehen sein muss. Gemäß Fig. 9 wurde der Grundkörper 10 zunächst derart auf eine Unterlage aufgelegt, dass eine Grundfläche des Grundkörpers 10 und eine Oberfläche der Unterlage zumindest im Wesentlichen parallel zueinander lagen sowie die Fügestelle entlang einer der Oberfläche der Unterlage abgewandten Seite des Grundkörpers verlief. Sodann wurde der Schneidkörper 20 durch Laser-Pulver- Auftragsschweißen des zweiten Materials 22 auf das erste Material 12 entlang der Fügestelle 26 erzeugt, so dass sich der Schneiderkörper 20 seitlich an den Grundkörper 10 ansetzend ausbildete.

Das seitliche Ansetzen des Schneidkörpers 20 an den Grundkörper 10 hat im Vergleich zum einem Schneidkörper, der in radialer Richtung an den Grundkörper ansetzt, den Vorteil, dass hierbei während eines späteren Schneidvorgangs in verbesserter Weise eine gleichzeitige Schneid- als auch Trennwirkung erwirkt werden kann.