BE1018847A3 - Een balenpers met een frictiesensor. - Google Patents

Abstract

Volgens de uitvinding is er een sensor (20) voorzien in de balenkamer (10) en/of het invoerkanaal (14) voor het produceren van een elektronische uitgangssignaal indicatief voor de wrijvingseigenschappen van het gewas.

Description

Een balenpers met een frictiesensor.

De huidige uitvinding heeft betrekking op balenpersen voor landbouwdoeleinden voor het vormen van rechthoekige balen van oogstmateriaal zoals hooi, stro of silage in een balenkamer.

In een gekende balenpers zoals weergegeven in bijvoorbeeld US4106267, wordt hooi, stro, silage of gelijkaardig gewasmateriaal dat voordien werd gemaaid, in rijen of in zwaden gelegd, opgeraapt van de grond door een opraper, ingevoerd in een kanaal door een pakker en in opeenvolgende batches of ladingen in een langwerpige balenkamer geladen door tanden van een stuffer gesynchroniseerd met een heen en weer bewegende plunjer. De plunjer perst het materiaal in balen en beweegt tezelfdertijd de balen stapsgewijs naar de uitgang van de balenkamer. Wanneer de balen een vooraf bepaalde lengte bereiken zoals bepaald door een meetinrichting, wordt een knoopinrichting geactiveerd die koord of touw of een ander flexibel bindmateriaal rond de baal wikkelt en de einden van het bindmateriaal aan elkaar vastmaakt. In plaats van een pakker is het ook gekend om bijvoorbeeld een messentrommel te gebruiken die het oogstmateriaal in kleinere stukjes hakselt.

De pakker of messentrommel perst het oogstmateriaal al gedeeltelijk samen in de pre-compressiekamer tegen een eindstop bijvoorbeeld gevormd door de plunjer als hij de ingang van de balenkamer afsluit. De stuffer is ontworpen om ladingen van het oogstmateriaal snel naar de balenkamer over te brengen binnen het korte interval gedurende dewelke de heen en weer gaande plunjer de ingang van de balenkamer vrijmaakt. Typisch wordt dit verwezenlijkt door een vorkinrichting waarvan de armen roteerbaar verbonden zijn met krukken, de armen bevatten zich volgens de langsrichting uitstrekkende sleuven waarin stationaire astappen worden ontvangen. Een uniforme omwenteling van de krukken laat de armen schuiven langs en kantelen rond de astappen zodat de tanden van de vork langs een grotendeels niervormig pad bewegen met een variabele snelheid. De maximum- of topsnelheid wordt bereikt wanneer de afstand tussen de verbinding met de krukken en de stationaire astappen zijn minimum bereikt, aangezien de armen dan werken als hefbomen met een zeer dichte steunpunten. Een dergelijk systeem laat een snelle lading toe van het materiaal achter de pakker door het kanaal en naar de ingang van de balenkamer.

Dit type van stuffer was oorspronkelijk ontworpen voor het persen van droog materiaal met een lage densiteit, zoals stro of hooi, maar ondertussen is er een belangrijke verschuiving in de landbouw van het gebruik van hooi naar het gebruik van silage. Silage gras kan ook in balen geperst worden, maar aangezien het een hogere vochtigheid heeft, een hogere densiteit heeft en hogere wrijvingskrachten met de wanden van de pre-compressie kamer genereert dan andere oogstmaterialen zal de belasting op de componenten van de stuffer overeenkomstig toenemen.

Een stuffer-overbelastingsbeveiliging zal geactiveerd worden als bijvoorbeeld een verstopping van oogstmateriaal wordt gevormd in de pre-compressie kamer, in het bijzonder tijdens het persen van silage. Een conventionele beveiliging is het gebruik van een breekbout in de aandrijflijn van de stuffer. Als de belasting de afschuifsterkte van de bout overschrijdt wordt de stuffer ontkoppeld voordat zijn componenten beschadigd worden. De breekbout kan relatief eenvoudig vervangen worden, maar in sommige gevallen zal het niet mogelijk zijn om het normale bedrijf van de balenpers te hervatten aangezien de stuffer niet in staat zal zijn om het oogstmateriaal uit de pre-compressie kamer te verwijderen zonder de overbelastingsbeveiliging te activeren. In dit geval zal het de operator waardevolle tijd kosten om de balenpers terug in bedrijf te stellen omdat het noodzakelijk zal zijn om de pre-compressie kamer manueel vrij te maken voordat de balenpers opnieuw kan gestart worden. Bovendien is dit een taak die uitgebreide veiligheidsmaatregelen vereist en het is zeer moeilijk om toegang te krijgen tot het invoerkanaal van de pre-compressie kamer.

De uitvinding heeft als doel om de operator te voorzien van een hulpmiddel om het risico voor een overbelasting van de stuffer te helpen reduceren.

Volgens de uitvinding wordt er voorzien in een rechthoekige balenpers met een balenkamer, een invoerkanaal dat naar de balenkamer leidt en een stuffer voor het transfereren van gewas in het invoerkanaal naar de balenkamer, daardoor gekenmerkt dat een sensor is voorzien in de balenkamer en/of het invoerkanaal voor het produceren van een elektronische uitgangssignaal indicatief voor de wrijvingseigenschappen van het gewas.

De belasting op de stuffer varieert met veel parameters van het gewas, zoals het type gewas (gras, hooi, etc.), de gewasdensiteit in het invoerkanaal en het vochtgehalte van het gewas. Deze parameters beïnvloeden allemaal het gewicht van het materiaal dat getransfereerd moet worden van het invoerkanaal naar de balenkamer. Echter voorheen werd niet onmiddellijk rekening gehouden met de wrijvingskrachten die zich voordoen tussen het gewas en de wanden van het invoerkanaal. De huidige uitvinding levert een sensor die bijkomend de operator of een automatisch stuursysteem toelaat om deze factor in rekening te brengen om een overbelasting van de stuffer te vermijden.

In zijn eenvoudigste vorm van de uitvinding wordt het signaal indicatief voor de wrijving van het gewas enkel weergegeven aan de operator. Het is echter voorkeurdragend om het signaal te gebruiken in combinatie met andere gemeten gewasparameters door een stuursysteem om de belasting op de stuffer te voorspellen.

Volgens verschillende implementaties kan het stuursysteem eenvoudigweg de operator van het voertuig waarschuwen voor het gevaar van een overbelasting van de stuffer, het kan andere instellingen suggereren aan de operator om een nakende overbelasting van de stuffer te vermijden of het kan automatisch de bedrijfsparameters en instellingen van de balenpers wijzigen om overbelasting van de stuffer te voorkomen.

Volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding bevat de sensor een schoen aangebracht in een wand van de balenkamer, middelen om de schoen tegen het gewas te drijven met een kracht onafhankelijk van de compressie van het gewas in de balenkamer en middelen voor het meten van de trekkracht op de schoen wanneer het gewas wordt voortbewogen door de plunjer geassocieerd met de balenkamer.

Volgens deze uitvoeringsvorm wordt de kracht die vereist is om de trekkracht te meten geleverd door de plunjer die het gewas voortbeweegt op regelmatige tijdstippen in de balenkamer. Het aanbrengen van de sensor in de balenkamer maakt niet alleen voordelig gebruik van de beweging van het gewas veroorzaakt door de plunjer, maar levert ook regelmatige metingen die kunnen geanalyseerd worden om meetfouten te vermijden en om fouten aan de werking van de sensor te detecteren.

De trekkracht kan gemeten worden door eender welke geschikt apparaat voor het bepalen van de laterale wrijvingskracht die inwerkt op de schoen. Bijvoorbeeld zou men de beweging van de schoen in dezelfde richting als het gewas tegen de weerstand van een veer of de buigspanning op een as waarop de schoen is bevestigd kunnen meten.

Als de sensor is aangebracht in een positie, zoals in het invoerkanaal, waar het samengeperste gewas niet op regelmatige tijdstippen wordt voortbewogen ten opzichte van de sensor, is het mogelijk om een alternatief ontwerp van de sensor aan te nemen waarbij de trekkracht op een schoen wordt gemeten terwijl de schoen wordt verplaatst of gevibreerd ten opzichte van het gewas op het zelfde ogenblik als de schoen tegen het gewas wordt gedreven met constante kracht.

De details van het ontwerp van de frictiesensor zijn niet van fundamenteel belang zo lang als zijn uitvoersignaal kan gebruikt worden voor het aanduiden of schatten van de weerstand ondervonden door de stuffer ten gevolge van wrijvingskrachten die zich voordoen tussen het gewas en het invoerkanaal.

De uitvinding zal nu verder worden beschreven, bij wijze van voorbeeld, met verwijzing naar de bijhorende figuren, waarin:

Figuur 1 een schematische weergave van de balenkamer van een balenpers volgens de uitvinding is; en

Figuur 2 een doorsnede is langsheen het vlak II-II in Figuur 1.

Figuur 1 toont een balenkamer 10 van een rechthoekige balenpers. De balenkamer 10 is open aan het einde aan de rechterkant volgens het aanzicht, dit is het einde waarvan de gevormde balen worden uitgeworpen. Aan het einde aan de linkerkant is de balenkamer afgesloten door een heen en weer gaande plunjer 12. In de weergegeven voorste positie ligt de plunjer over een opening in de onderwand van de balenkamer 10 die communiceert met een invoer- of pre-compressiekanaal 14.

Gewas opgeraapt van een veld wordt geprecomprimeerd in het kanaal 14 door een pakker of een messentrommel om een plakje te vormen. De plunjer start dan een cyclus gedurende dewelke hij eerst volgens het aanzicht naar links beweegt om het einde van het invoerkanaal 14 vrij te maken. Een stuffer transfereert vervolgens het geprecomprimeerde plakje uit het invoerkanaal 14 naar de balenkamer, waarna de plunjer 12 opnieuw naar rechts beweegt om het plakje verder samen te persen en om het einde van het invoerkanaal 14 te blokkeren zodat het volgende plakje kan gevormd worden in het kanaal 14.

De plunjer 12 duwt het eerste plakje van een nieuwe baal tegen het achterste einde van de laatst vervolledigde en geknoopte baal die nog uit de balenkamer moet worden geworpen. Daardoor is er ten allen tijde tijdens de baalvormingsoperatie in de balenkamer 10 een volledig of deels gevormde baal aanwezig die contact maakt met de zijwanden en die incrementeel glijdt van links naar rechts volgens het aanzicht naar het uitwerpeinde van de balenpers.

Voor zover beschreven is de balenpers weergegeven in Figuur 1 volledig conventioneel. Zijn nieuwheid ligt in het voorzien van een frictiesensor 20 die is weergegeven in de doorsnede in Figuur 2.

De stuffer inrichting die de geprecomprimeerde plakjes van het gewas uit het invoerkanaal 14 in de balenkamer 10 transfereert kan overbelast worden als toegestaan wordt dat een overmatige massa van gewas accumuleert in het invoerkanaal. Echter, het is niet enkel de massa van het gewas in het plakje dat de belasting op de stuffer bepaalt, maar ook de trekkracht van de wrijving die varieert met dergelijke parameters als het type van het gewas en zijn vochtgehalte. Door het aanbrengen van een frictiesensor 20 laat de huidige uitvinding toe de wrijvingstrekkracht in rekening te brengen bij het beslissen om te starten met het transfereren van een plakje uit het invoerkanaal 14 naar de balenkamer 10.

De frictiesensor bevat een schoen 30 die is aangebracht in een behuizing 32 en hoofdzakelijk in lijn ligt met de binnenste wand van de balenkamer 10. De schoen wordt tegen de baal gedreven met een constante kracht die niet afhangt van de graad van compressie van het gewasmateriaal in de balenkamer en is vrij om te bewegen met de baal ten opzichte van zijn behuizing als het resultaat van de wrijving. De coëfficiënt van de wrijving van het gewas wordt gemeten door de trekkracht op de schoen.

Vele mogelijkheden bieden zich aan om de schoen 30 met een constante kracht tegen het gewas te drijven, voor het aanbrengen van de schoen in de behuizing zodat ze vrij is om te bewegen als ze door middel van wrijving in contact is met het gewas en voor het meten van de trekkracht om de schoen relatief tot zijn behuizing te bewegen. Figuur 2 toont schematisch en enkel bij wijze van voorbeeld één manier waarop dit kan worden verwezenlijkt.

De schoen 30 in Figuur 2 is verbonden met vier geleidingsstaven 34 omringd door veren 36 voldoende zwak om te worden samengedrukt door de baal zodat de kracht tussen de schoen 30 en de baal bepaald wordt door de veren 36, niet door de compressiegraad van het gewasmateriaal in de baal. De geleidingsstaven gaan door langwerpige sleuven in de behuizing 32 om toe te laten dat de schoen 30 van links naar rechts kan bewegen volgens het aanzicht. Moeren 38 op de van schroefdraad voorziene einden van de staven 34 dienen om de mate waarin de schoen kan binnendringen in het pad van de balen te beperken. Er kan ook opgemerkt worden dat de einden van de schoen afgerond of afgeschuind zijn om te verzekeren dat de schoen 30 niet blijft hangen aan de baal.

Om de trekkracht te meten bevat de sensor in Figuur 2 een krachtopnemer 48 vastgemaakt tussen een eerste flens 40 op de schoen 30 en een tweede flens 42 op de behuizing 32. Een opening in de behuizing 32 afgedekt door een afscherming 44 levert een toegang voor het aanbrengen van de krachtopnemer 48. De sensor 20 wordt gehouden in de wand van de balenkamer door middel van bouten 50 die uitsteken uit de achterzijde van een kraag die de schoen 30 omringt en in één stuk gevormd is met de behuizing 32.

Iedere keer dat een baal geduwd wordt door de plunjer 12 voorbij de sensor 20 zal de schoen een trekkracht ondergaan en de krachtopnemer 48 zal een elektrisch uitgangssignaal produceren dat onafhankelijk is van de graad van compressie van de baal en enkel indicatief voor de wrijvingseigenschappen van het gewasmateriaal. Deze uitgangssignalen van de krachtopnemer 48 kunnen uitgemiddeld worden over verschillende plunjercycli voor het verbeteren van de nauwkeurigheid en consistentie.

De signalen indicatief voor de wrijving van het gewas kunnen enkel maar getoond worden aan de operator. De operator kan dan manueel compenseren voor de wrijving door het wijzigen van de maximale massa die toegelaten wordt om te accumuleren in het invoerkanaal 14 voordat een stuffercyclus wordt gestart.

Het is echter voorkeurdragend om het signaal te laten gebruiken in combinatie met andere gemeten gewasparameters door een stuursysteem om de belasting op de stuffer te voorspellen.

Het stuursysteem kan eenvoudigweg de operator van het voertuig waarschuwen van een gevaar voor overbelasting van de stuffer, het kan verschillende instelling suggereren aan de operator om een nakende overbelasting van de stuffer te vermijden of het kan automatisch bedrijfsparameters of instellingen van de balenpers wijzigen om een overbelasting van de stuffer te vermijden.

Volgens een variante uitvoeringsvorm kan de sensor worden aangebracht in het invoerkanaal en kan de sensor de wrijving van het gewas bepalen op het moment dat de stuffer het gewas doorheen het invoerkanaal naar de balenkamer beweegt.

Het is niet noodzakelijk voor de sensor om te worden aangebracht op een positie waar het samengedrukte gewas wordt voortbewogen op regelmatige tijdstippen ten opzichte van de sensor. Wanneer aangebracht in een positie waar het gewas stationair is kan de sensor de trekkracht meten op een schoen die bewogen of gevibreerd wordt ten opzichte van het gewas op hetzelfde ogenblik dat de sensor tegen het gewas wordt gedreven met een constante kracht. Op deze manier kan de sensor indien ze in het invoerkanaal wordt aangebracht reeds de wrijving van het gewas bepalen nog voor het door de stuffer wordt bewogen op het moment dat het wordt verzameld in het invoerkanaal.

De in de conclusies weergegeven uitvinding beperkt zich uiteraard niet tot de als voorbeeld beschreven en in de figuren weergegeven uitvoeringsvormen, maar kan eveneens combinaties en varianten bevatten die onder de beschermingsomvang van de conclusies vallen.

Claims (8)

1. Een rechthoekige balenpers met een balenkamer (10), een invoerkanaal (14) dat naar de balenkamer leidt en een stuffer voor het transfereren van gewas in het invoerkanaal (14) naar de balenkamer (10), daardoor gekenmerkt dat een sensor (20) is voorzien in de balenkamer (10) en/of het invoerkanaal (14) voor het produceren van een elektronische uitgangssignaal indicatief voor de wrijvingseigenschappen van het gewas.

2. Een rechthoekige balenpers volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat middelen voorzien zijn voor het weergegeven van het signaal indicatief voor de wrijving van het gewas aan de operator van de balenpers.

3. Een rechthoekige balenpers volgens conclusie 1 of 2, daardoor gekenmerkt dat een stuursysteem voorzien is dat middelen bevat voor het voorspellen van de belasting op de stuffer gebaseerd op het signaal indicatief voor de wrijving van het gewas en andere gemeten gewasparameters.

4. Een rechthoekige balenpers volgens conclusie 3, daardoor gekenmerkt dat het stuursysteem enkel werkzaam is om de operator van het voertuig te waarschuwen voor het gevaar van overbelasting van de stuffer.

5. Een rechthoekige balenpers volgens conclusie 3, daardoor gekenmerkt dat het stuursysteem werkzaam is voor het suggereren van verschillende instellingen aan de operator om een nakende overbelasting van de stuffer te vermijden.

6. Een rechthoekige balenpers volgens conclusie 3, daardoor gekenmerkt dat het stuursysteem werkzaam is om bedrijfsparameters en instellingen van de balenpers automatisch te wijzigen om een overbelasting van de stuffer te vermijden.

7. Een rechthoekige balenpers volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de sensor (20) een schoen (30) bevat aangebracht in een wand van respectievelijk de balenkamer of het invoerkanaal (14), middelen bevat om de schoen (30) tegen het gewas te drijven met een kracht onafhankelijk van de compressie van het gewas respectievelijk in de balenkamer of het invoerkanaal (14) en middelen (48) bevat voor het meten van de trekkracht op de schoen (30) wanneer het gewas wordt voortbewogen door respectievelijk de plunjer geassocieerd met de balenkamer of de stuffer geassocieerd met het invoerkanaal (14).

8. Een rechthoekige balenkamer volgens één van de conclusies 1 tot 6, daardoor gekenmerkt dat de sensor (20) een schoen (30) bevat, middelen bevat voor het verplaatsen of vibreren van de schoen (30) ten opzichte van het gewas op het zelfde ogenblik als de schoen (30) tegen het gewas wordt gedreven met constante kracht en middelen (48) voor het meten van de trekkracht op de schoen (30).