BE1021120B1 - Dichtheidsbesturingssysteem - Google Patents

Abstract

Dichtheidsbesturingssysteem voor een landbouwbalenpers met balenkamer die een aantal wanden omvat met inbegrip van ten minste één beweegbaar wandsegment, een toevoerkanaal, en een plunjer voor het samenpersen van oogstmateriaal tot een pakket, actuatormiddelen voor het instellen van de positie van het ten minste één beweegbare wandsegment, met het kenmerk, dat het dichtheidsbesturingssysteem een sensor omvat om de positie van het beweegbare wandsegment te meten, een vergelijker om genoemde positie met een drempelpositie te vergelijken en een besluitvormingsmodule om de beweging van de actuatormiddelen te stoppen, wanneer de positie de drempelpositie overschrijdt.

Description

Dichtheidsbesturingssysteem

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op landbouwbalenpersen die rechthoekige balen produceren en meer in het bijzonder op een inrichting van een sensor die wordt gebruikt om de dichtheid van de geproduceerde baal te regelen.

In een landbouwbalenpers wordt materiaal zoals hooi, stro, silage of soortgelijk oogstmateriaal dat voordien is gesneden, tot zwaden is gevormd of gezwachteld, van het veld opgenomen door een opneemeenheid, toegevoerd naar een kanaal en in een langwerpige balenkamer geladen. Een plunjer die in het voorste gedeelte van de balenkamer heen en weer beweegt, perst het pas ingebrachte materiaal tegen het voordien ingebrachte materiaal tot een parallellepipedumpakket, en tegelijkertijd beweegt hij het pakket geleidelijk voorwaarts naar de uitlaat van de balenkamer. Wanneer het pakket een vooraf bepaalde lengte bereikt, zoals bepaald door een meetinrichting, wordt een knoperinrichting in werking gebracht om koord, twijn of ander flexibel bindmateriaal rond het pakket te wikkelen en de einden van het bindmateriaal samen vast te maken om een stabiele baal te vormen.

Gewoonlijk heeft de balenkamer ten minste één beweegbaar wandgedeelte waarvan de positie kan worden veranderd om het uitlaatsegment van de balenkamer te variëren. Een vergroot uitlaatsegment reduceert de krachten die nodig zijn om de balen voorwaarts te bewegen in de balenpers en vermindert bijgevolg de dichtheid van de pas gevormde balen. Andersom doet een gereduceerd segment in hoofdzaak de wrijvingskrachten van de baal langs de kamer toenemen en verhoogt daardoor de samendrukkrachten uitgeoefend door de plunjer op het oogstmateriaal. Dienovereenkomstig neemt de dichtheid van de nieuwe balen toe.

Het is in het vakgebied bekend de positie van de beweegbare wand overeenkomstig een signaal van een belastingssensor in te stellen om balen met een vooraf bepaalde dichtheid te produceren. Typisch wordt de positie van het achterste gedeelte van de balenkamer door een hydraulische cilinder geregeld als reactie op een sensor die de krachten uitgeoefend door de plunjer bewaakt. EP-A-0 379 230 toont een balenpers met een plunjer die door een paar zuigerpennen met een paar verbindingsstangen is verbonden die op hun beurt op een paar roterende krukken op een tandwielkast zijn aangesloten. De zuigerpennen zijn uitgerust met spanningsmeters om de krachten uitgeoefend door de plunjer te bewaken. Aangezien de volle samendrukkracht op de plunjer op de zuigerpennen wordt overgebracht, moeten ze robuust ontworpen zijn. Er moet echter enige vervorming zijn toegestaan opdat de sensor waarneembare signalen kan leveren die kunnen worden gebruikt bij het instellen van de uitlaatzone van de balenkamer.

Andere sensoruitvoeringsvormen worden in US-A-5 123 338 toegelicht. Overeenkomstig één uitvoeringsvorm reageert een in hoofdzaak mechanische sensor op de krachten uitgeoefend door de plunjer op de verbindingsstang. Het resultaat is een louter AAN-UIT signaal dat geen tussenliggende gegevens over de feitelijke plunjerbelasting verschaft. Een dergelijke uitvoer kan niet worden gebruikt voor een verfijnde instelling van de balendichtheid. Het samendrukniveau tot stand gebracht door dit besturingssysteem moet worden ingesteld door mechanische middelen op de balenpers zelf.

Een andere uitvoeringsvorm in hetzelfde document toont een belastingssensor ingericht tussen de tandwielkast die de plunjer en het hoofdframe van de balenpers aandrijft. De reactiekrachten van de plunjer op de tandwielkast worden gemeten door spanningsmeters vastgehecht op een arm die de bovenkant van de tandwielkast en het frame onderling verbindt. Het uitvoersignaal is variabel, zodat het kan worden gebruikt voor het instellen van een wijd bereik van dichtheden.

Een andere sensoruitvoeringsvorm wordt in EP 1066748 beschreven. In deze uitvoeringsvorm wordt de kracht uitgeoefend door de plunjer op het pakket van oogstmateriaal gemeten. De operator wordt op de hoogte gebracht van de meetresultaten en kan kiezen om de positie van de beweegbare wandsegmenten in de balenkamer in te stellen. Bijgevolg wordt de relatie tussen de kracht die nodig is om het pakket verder in de balenkamer te duwen en de dichtheid van het pakket gebruikt om de actuatoren die de beweegbare wanddelen bewegen te sturen. Deze wijze van sturen maakt het mogelijk een relatief nauwkeurige regeling van de dichtheid van het pakket te verkrijgen.

Recentelijk zijn balenpersen met een hoge dichtheid ontwikkeld die zijn voorzien om het oogstmateriaal in een pakket te duwen met een dichtheid die hoger is dan dichtheden die via momenteel beschikbare balenpersen verkrijgbaar zijn. Bijgevolg zijn deze balenpersen met hoge dichtheid van zwaardere machinerie voorzien. Er treedt een probleem op bij het gebruik van conventionele dichtheidsbesturingssystemen samen met dergelijke zwaardere machinerie. In een normale werkingsmodus heeft een beweegbaar wandsegment aan de ene zijde een actuator die het wandsegment met een vooraf bepaalde kracht binnenwaarts duwt, en aan de andere zijde een pakket van oogstmateriaal die tegendruk op deze kracht verschaft. In opstartmodus is de tegendruk echter afwezig en bleek de zware machinerie van een balenpers met hoge dichtheid voldoende krachtig te zijn om het beweegbare wandsegment te beschadigen. Ook tijdens gebruik zou het oogstmateriaal ongelijkmatig door de balenkamer kunnen worden verspreid, zodat de tegendruk op het beweegbare wandsegment niet voldoende is om de kracht uitgeoefend door de actuator teniet te doen in een poging om een vooraf bepaalde dichtheid te bereiken, zodat de actuator het beweegbare wandsegment beschadigt. Bestaande dichtheidsbesturingssystemen bieden geen oplossing voor dit probleem. Een dichtheidsbesturingssysteem overeenkomstig de stand van de techniek kan bijgevolg niet in een balenpers met hoge dichtheid worden gebruikt.

Een doel van de onderhavige uitvinding is het verschaffen van een dichtheidsbesturingssysteem dat in een balenpers met hoge dichtheid kan worden gebruikt.

Daartoe voorziet de uitvinding in een dichtheidsbesturingssysteem voor een landbouwbalenpers die een balenkamer omvat die een aantal wanden omvat met inbegrip van ten minste één beweegbaar wandsegment, middelen voor het inbrengen van ladingen van oogstmateriaal in de balenkamer en een plunjer voor het samenpersen van de ladingen tot een pakket van het oogstmateriaal in de kamer, actuatormiddelen voor het instellen van de positie van het ten minste één beweegbare wandsegment als reactie op een uitvoer van het dichtheidsbesturingssysteem om de dichtheid van genoemd pakket te variëren, met het kenmerk, dat het dichtheidsbesturingssysteem een sensor omvat om de positie van het ten minste één beweegbare wandsegment te meten, een vergelijker om genoemde positie met een drempelpositie te vergelijken en een besluitvormingsmodule geconfigureerd om de beweging van de actuatormiddelen te stoppen, wanneer de positie de drempelpositie overschrijdt.

In de stand van de techniek is het beweegbare wandsegment bijgevolg krachtgebaseerd gestuurd, wat betekent dat de actuatoren worden gestuurd om de positie van het beweeglijke wandsegment te veranderen afhankelijk van krachtmetingen in de balenkamer (en mogelijkerwijs ook verdere omgevingseigenschappen zoals vochtigheid). Daardoor worden de actuatoren gestuurd om het beweegbare wandsegment binnenwaarts te sturen in het geval dat de gemeten kracht beneden een drempel ligt, en om het segment buitenwaarts te bewegen in het geval dat de gemeten kracht boven een drempel ligt. De uitvinding voegt een positiegebaseerde sturing aan het conventionele krachtgebaseerde gestuurde beweegbare wandsegment toe en voorkomt daardoor dat laatstgenoemd over een vooraf bepaalde positie wordt bewogen. Daarbij wordt een verdere dimensie aan het besturingssysteem toegevoegd, het systeem kan met name het beweegbare wandsegment regelen niet enkel gebaseerd op kracht, maar ook gebaseerd op de positie van het wandsegment. Deze toegevoegde besturingsdimensie staat toe dat het dichtheidsbesturingssysteem wordt geprogrammeerd om het beweegbare wandsegment niet over zijn eindpositie te bewegen, waardoor de wand wordt beschadigd. Deze toegevoegde besturingsdimensie zorgt verder voor een verrassingseffect, in die zin dat de buitenvorm van de balen die in de balenpers worden geperst, kan worden beïnvloed. De relatieve positie van het beweegbare wandsegment beïnvloedt de weerstand tegen voortstuwing van de balen in de balenkamer, en is bijgevolg gerelateerd aan de dichtheid van de balen. De absolute positie van het beweegbare wandsegment heeft echter een effect op de buitenvorm van de balen, met name één beweegbaar wandsegment dat binnenwaarts wordt bewogen, zou kunnen resulteren in een asymmetrische kracht die wordt uitgeoefend op de baal binnen in de balenkamer, resulterende in een baal met een gebogen vorm. Aangezien de positie van het beweegbare wandsegment wordt gemeten en gebruikt om de verdere beweging van dit wandsegment te regelen, kan de vorm van de baal worden beïnvloed.

Bij voorkeur stelt de drempelpositie een vooraf bepaalde binnenwaartse eindpositie van het beweegbare wandsegment voor. Dit kenmerk lost het probleem op dat met een conventioneel dichtheidsbesturingssysteem is geassocieerd, waarbij het beweegbare wandsegment verder dan zijn meest binnenwaartse positie wordt geduwd, waardoor de balenkamer wordt beschadigd. Door het programmeren van een binnenwaartse eindpositie als drempelpositie die door het dichtheidsbesturingssysteem wordt bewaakt (via de vergelijker en de besluitvormingsmodule), wordt deze situatie vermeden, omdat de beweging van de actuator wordt gestopt zodra de binnenwaartse eindpositie is bereikt. De positiemeting en overeenkomstige vergelijker en besluitvormingsmodule bieden een eenvoudige technische oplossing om het dichtheidsbesturingssysteem toe te staan correct te werken overeenkomstig gevestigde technieken, maar zonder het risico dat het dichtheidsbesturingssysteem het beweegbare wandsegment beschadigt.

Bij voorkeur omvat het dichtheidsbesturingssysteem verder een belastingssensor die de reactiekracht van het oogstmateriaal op een segment van de balenkamer meet en een uitvoer genereert die kenmerkend is voor genoemde reactiekracht, en een sturingsmodule omvat voor het sturen van de actuatormiddelen om het ten minste één beweegbare wandsegment als reactie op genoemde uitvoer te bewegen. Daarbij wordt de relatie tussen de reactiekracht uitgeoefend door het pakket op de balenkamer en de dichtheid van het pakket gebruikt om een vooraf bepaalde dichtheid van het pakket te verkrijgen door het uitoefenen van een hogere kracht, wanneer de reactiekracht lager is dan vooraf bepaald en door het doen afnemen van de kracht, wanneer de reactiekracht hoger is dan vooraf bepaald. Daarbij wordt de positie van het beweegbare wandsegment constant bewaakt en vergeleken met een drempelpositie, zodat de actuatormiddelen die het beweegbare wandsegment bewegen, kunnen worden gestopt, zodra de drempelpositie is bereikt.

Bij voorkeur is de landbouwbalenpers een vierkante balenpers met hoge dichtheid. In een conventionele balenpers is de plunjer voorzien om een kracht op het oogstmateriaal van ongeveer 400 kN uit te oefenen. De plunjer van een balenpers met hoge dichtheid is zo geconstrueerd en aangedreven dat krachten van 450 kN op het oogstmateriaal kunnen worden uitgeoefend. Bij voorkeur kan een plunjer van een balenpers met hoge dichtheid 600 kN kracht, met de meeste voorkeur ongeveer 700 kN kracht op het oogstmateriaal uitoefenen. Een balenpers met hoge dichtheid kan bijgevolg worden gedefinieerd als een balenpers, waarbij de plunjer is voorzien om ten minste 450 kN kracht op het oogstmateriaal, bij voorkeur ten minste 500 kN, met meer voorkeur ten minste 550 kN, met de meeste voorkeur ten minste 600 kN kracht uit te oefenen.

De uitvinding heeft verder betrekking op een landbouwbalenpers met een balenkamer die een aantal wanden omvat met inbegrip van ten minste één beweegbaar wandsegment, middelen voor het inbrengen van ladingen van oogstmateriaal in de balenkamer en een plunjer voor het samenpersen van de ladingen tot een pakket van het oogstmateriaal in de kamer, actuatormiddelen voor het instellen van de positie van het ten minste één beweegbare wandsegment als reactie op een uitvoer van het dichtheidsbesturingssysteem overeenkomstig een van de voorgaande conclusies om de dichtheid van genoemd pakket te variëren. Deze landbouwbalenpers is, door de aanwezigheid van het dichtheidsbesturingssysteem met positiegebaseerde sturing, flexibeler in gebruik, wat resulteert in een balenpers die verder kan worden geautomatiseerd dan bestaande balenpersen. De balenpers volgens de uitvinding kan, bijvoorbeeld, worden beschermd tegen de beweging van het beweegbare wandsegment van de balenkamer verder dan zijn eindpositie, om beschadiging te voorkomen. De balenpers kan worden geprogrammeerd om balen met een vooraf bepaalde vorm te produceren, zoals hierboven is uitgelegd. Bovendien versterkt de aanwezigheid van het dichtheidsbesturingssysteem de automatisering van de balenpers in die zin dat de dichtheid van de pakketten wordt geregeld zonder dat de operator moet aanduiden, wanneer er kracht op het beweegbare wandsegment moet worden uitgeoefend.

De uitvinding omvat ook een werkwijze voor het regelen van de dichtheid van pakketten van oogstmateriaal in een landbouwbalenpers die omvat: - een balenkamer die een aantal wanden omvat met inbegrip van ten minste één beweegbaar wandsegment, - middelen voor het inbrengen van ladingen van oogstmateriaal in genoemde balenkamer en een plunjer voor het samenpersen van de ladingen tot een pakket van het oogstmateriaal in de kamer, - actuatormiddelen voor het instellen van de positie van het ten minste één beweegbare wandsegment als reactie op een uitvoer van het dichtheidsbesturingssysteem om de dichtheid van genoemd pakket te variëren; waarbij de werkwijze de stappen omvat van: - het bewaken van een positie van genoemd ten minste één beweegbaar wandsegment, - het vergelijken van genoemde positie met een vooraf bepaalde drempelpositie; - het besluiten tot het stoppen van dé beweging van de actuator, wanneer de positie de drempelpositie overschrijdt.

In de stand van de techniek worden werkwijzen voor het regelen van de dichtheid van pakketten bijgevolg geïmplementeerd door het sturen van het beweegbare wandsegment gebaseerd op kracht, wat betekent dat een krachtmeting wordt gebruikt om te beslissen over de beweging van de actuatoren die het beweegbare wandsegment bewegen. De werkwijze volgens de uitvinding voegt positiegebaseerde sturingsstappen aan de conventionele krachtgebaseerde sturingsstappen toe. Dit biedt meervoudige voordelen, zoals hierna wordt uitgelegd. Er kan worden voorkomen dat het beweegbare wandsegment over een vooraf bepaalde positie wordt bewogen. De positiebewakingsstap en overeenkomstige vergelijkings- en beslissingsstap bieden een eenvoudige technische oplossing om het dichtheidsbesturingssysteem toe te staan correct overeenkomstig gevestigde technieken te werken, maar zonder het risico dat het dichtheidsbesturingssysteem het beweegbare wandsegment beschadigt. Bovendien is het met een positiegebaseerde sturing van het beweegbare wandsegment mogelijk de eindvorm van de baal geproduceerd in de balenkamer te beïnvloeden.

Bij voorkeur omvat de werkwijze verder de stappen van: - het meten van een reactiekracht van het oogstmateriaal op een segment van de balenkamer via een belastingssensor, - het genereren van een uitvoer kenmerkend voor genoemde reactiekracht, en - het sturen van de actuatoren als reactie op de gegenereerde uitvoer.

Deze verdere werkwijzestappen voorzien het dichtheidsbesturingssysteem van krachtgebaseerde sturingsstappen om de dichtheid van het pakket te regelen. Afhankelijk van de reactiekracht van het oogstmateriaal worden de actuatoren gestuurd om het beweegbare wandsegment te bewegen om daardoor de samendrukkracht uitgeoefend op het oogstmateriaal en die nodig is om het pakket van oogstmateriaal verder door de balenkamer te duwen te veranderen.

Een dichtheidsbesturingssysteem volgens de onderhavige uitvinding wordt nu verder gedetailleerd beschreven, bij wijze van voorbeeld, onder verwijzing naar de begeleidende tekeningen, waarbij :

Figuur 1 een diagrammatisch, gedeeltelijk doorsnedezijaanzicht van een rechthoekige balenpers is; Figuur 2 een bovenaanzichtafbeelding van een balenkamer overeenkomstig een uitvoeringsvorm van de uitvinding is; en Figuur 3 een afbeelding van het effect van de bewegende wandsegmentposities op de vorm van de resulterende baal is;

Figuur 4 een stroomschema van een werkwijze overeenkomstig een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding is.

De termen "voorste", "achterste", "voorwaarts", "achterwaarts", "linker" en "rechter" gebruikt in heel deze beschrijving zijn bepaald ten opzichte van de normale looprichting van de machine bij werking. Ze mogen echter niet als beperkende termen worden opgevat.

Figuur 1 toont een landbouwbalenpers 10 die een hoofdframe 11 omvat dat is uitgerust met een zich voorwaarts uitstrekkende tong 12 die aan haar vooreinde is voorzien van scharniermiddelen (niet getoond) om de balenpers 10 aan een sleeptractor te koppelen. Een opneemsamenstel 14 heft tot zwaden gevormd oogstmateriaal van het veld omhoog, wanneer de balenpers 10. daarover wordt bewogen en levert dergelijk materiaal in het vooreinde van een achterwaarts en opwaarts gebogen, ladingvormend toevoerkanaal 16 af. Het kanaal 16 staat aan zijn boveneinde met een bovenliggende, zich longitudinaal uitstrekkende balenkamer 18 in verbinding waarin oogstladingen worden geladen door een cyclisch werkend opvulmechanisme 20. Een continu werkend pakkermechanisme 22 aan het onderste vooreinde van het toevoerkanaal 16 voert continu materiaal toe naar en pakt het samen in het kanaal 16 opdat ladingen van het oogstmateriaal de interne configuratie van het kanaal 16 krijgen en aannemen vóór de periodieke koppeling door de opvuller 20 en opneming in de balenkamer 18. Het toevoerkanaal 16 kan zijn uitgerust met middelen (niet getoond) om vast te stellen of een volledige lading daarin is gevormd en om de vuiler 20 als reactie daarop te doen werken. Elke actie van de vuiler 20 brengt een "lading" of "vlok" oogstmateriaal uit het kanaal 16 in de kamer 18 in.

Een plunjer 24 beweegt heen en weer in een longitudinale richting binnen de balenkamer 18 onder werking van een paar verbindings- of krukstangen 25 die zijn aangesloten op de krukarmen 26 van een tandwielkast 27 die is aangedreven door een overbrengingsas 29 die is verbonden met de aftakas van de tractor. De heen en weer bewegende plunjer 24 duwt elke nieuwe lading die in de balenkamer 18 is ingebracht naar achteren en vormt de daaropvolgende ladingen tot een parallellepipedumpakket van oogstmateriaal dat door dezelfde actie van de plunjer 24 naar een achterste afvoeropening 28 van de kamer wordt geforceerd.

De balenkamer 18 omvat ten minste één beweegbaar wandgedeelte 30 waarvan de positie kan worden ingesteld om de doorsnede van de opening 28 te variëren. De reductie van deze doorsnede doet de weerstand tegen de achterwaartse beweging van de oogstpakketten toenemen en doet bijgevolg de dichtheid van het daarin bevatte oogstmateriaal toenemen. Evenzo reduceert een vergroting van de doorsnede genoemde weerstand tegen de achterwaartse beweging en bijgevolg evenzeer de dichtheid van de pas gevormde pakketten. De positie van het wandgedeelte 30 wordt geregeld door actuatormiddelen die bestaan uit een paar hydraulische cilinders 31 (slechts één getoond in Figuur 1) die tussen het frame 11 en het wandgedeelte 30 zijn geïnstalleerd.

In figuur 1 is het beweegbare wandgedeelte 30 als een gedeelte van de bovenwand van de balenkamer getoond. Andere uitvoeringsvormen, met verschillende posities van het beweegbare wandgedeelte kunnen ook worden geïmplementeerd.

In een andere voorkeursuitvoeringsvorm zijn er twee beweegbare wandgedeelten 30 in twee longitudinale zijwanden van de balenkamer gepositioneerd. Deze beweegbare zijwandgedeelten zijn beweegbaar opgehangen en aan een hydraulische cilinder gekoppeld om de beweging van deze zijwandgedeelten in werking te brengen. In een meer de voorkeur verdienende uitvoeringsvorm omvatten zowel de zijwanden als de bovenwand en optioneel de bodemwand beweegbare wandgedeelten. Het beweegbare bovenwandgedeelte en de beweegbare zijwandgedeelten kunnen beweegbaar zijn opgehangen en met een hydraulische cilinder zijn verbonden via een ophangelement dat een beweegbaar bovenwandgedeelte met een beweegbaar zijwandgedeelte en één einde van een hydraulische cilinder verbindt, zodanig dat een beweging van de hydraulische cilinder resulteert in een beweging van zowel het beweegbare.bovenwandgedeelte als het beweegbare zijwandgedeelte. Vóór het verlaten van de grenzen van de balenpers 10 wordt elk pakket stevig vastgebonden in haar verdichte eindvorm door een bindmechanisme 32. De lengte van elke baal geproduceerd door de balenpers 10 kan geregeld vooraf worden bepaald door conventionele middelen die niet zijn getoond. Het bindmechanisme 32 omvat een reeks periodiek in werking gebrachte naalden 33 die gewoonlijk gebruiksklaar onder de kamer 18 zijn geplaatst, maar die, wanneer in werking gebracht, opwaarts zwaaien door en doorheen de balenkamer 18 om twijn aan een overeenkomstige reeks knopers die bovenop de kamer 18 zijn gepositioneerd en zich over de breedte van laatstgenoemde uitstrekken aan te bieden.

Het algemene doel van een landbouwbalenpers is het verkrijgen van een pakket van oogstmateriaal, waarbij het pakket een vooraf bepaalde dichtheid heeft. Door het doen toenemen van de dichtheid van het pakket, kan meer oogstmateriaal in een kubieke meter ruimte worden opgeslagen. Aangezien transportkosten en opslagkosten na verloop van tijd toenemen, is het een algemene wens pakketten van oogstmateriaal met een hogere dichtheid te verkrijgen. De ideale opslagvoorwaarde kan echter van oogstmateriaal tot oogstmateriaal verschillen, zodat niet al het oogstmateriaal ideaal gesproken tot pakketten met hoge dichtheid wordt geperst. Bijvoorbeeld oogstmateriaal met een hoog percentage vochtgehalte wordt ideaal gesproken tot balen met een niet te hoge dichtheid geperst. Zeer droog oogstmateriaal kan tot balen met zeer hoge dichtheid worden geperst.

Bij voorkeur is de balenpers een balenpers met hoge dichtheid, wat betekent dat de kracht uitgeoefend op het oogstmateriaal in de balenkamer hoger dan gebruikelijk is. Conventionele balenpersen kunnen krachten van ongeveer 400 kN op het oogstmateriaal in de balenkamer uitoefenen. Een balenpers met hoge dichtheid is voorzien om een kracht van ongeveer 600 kN of van ongeveer 700 kN op het oogstmateriaal in de balenkamer uit te oefenen. Met deze krachten kunnen balen met hogere dichtheid worden verkregen, zodat meer oogstmateriaal in een kubieke meter ruimte kan worden opgeslagen, wat resulteert in lagere algemene opslag- en transportkosten.

Om de vooraf bepaalde dichtheid te verkrijgen, wordt een kracht gedefinieerd, waarbij de dichtheid kan worden verkregen. Daarbij wordt de bekende relatie tussen oogstmateriaal, kracht en dichtheid gebruikt om te bepalen welke kracht nodig is voor een bekend oogstmateriaal om een vooraf bepaalde dichtheid te verkrijgen. Deze bepaalde kracht wordt dan op het oogstmateriaal binnen in de balenkamer uitgeoefend om een pakket te produceren door het oogstmateriaal samen met deze vooraf bepaalde kracht te persen. Deze kracht kan worden gemeten door een belastingssensor die de reactiekracht van het oogstmateriaal op de balenkamer meet. Een voorbeeld van een dergelijke belastingssensor is een sensor om de kracht uitgeoefend door de plunjer op het oogstmateriaal te meten, of een sensor voor het meten via een belastingscel gemonteerd binnen in de balenkamer om de reactiekracht van het oogstmateriaal op de balenkamerwand te meten, of die anders kan worden bepaald. Gebaseerd op de afwijking van de gemeten kracht en de vooraf bepaalde kracht (om de vooraf bepaalde dichtheid te verkrijgen), worden de beweegbare wandsegmenten gestuurd.

Als een voorbeeld, wanneer de gemeten kracht lager is dan de vooraf bepaalde kracht, worden de beweegbare wandsegmenten gestuurd om binnenwaarts te bewegen, waarbij ze de opening aan het einde van de balenkamer kleiner maken als gevolg waarvan een hogere kracht nodig is om het pakket samen te persen en het pakket door de balenkamer te duwen. Als een ander voorbeeld, indien de gemeten kracht hoger is dan de vooraf bepaalde kracht, worden de beweegbare wandsegmenten buitenwaarts bewogen, zodat de opening aan het einde van de balenkamer wijder is, zodat het pakket van oogstmateriaal gemakkelijker door de balenkamer wordt geduwd, zodat minder kracht nodig is. Een dergelijk dichtheidsbesturingssysteem is bekend en wordt in deze aanvraag als een krachtgebaseerde sturing van de beweegbare wandsegmenten aangeduid.

De uitvinding voorziet in een positiegebaseerde sturing van de beweegbare wandgedeelten die verscheidene voordelen ten opzichte van krachtgebaseerde sturing heeft. Om een positiegebaseerde sturing te verkrijgen, wordt de positie van het beweegbare wandgedeelte gemeten. De gemeten positie wordt dan via een vergelijker met een vooraf bepaalde positie vergeleken. In een voorbeeld wordt de vooraf bepaalde positie gedefinieerd als een binnenwaartse eindpositie, een buitenwaartse eindpositie of een andere positie, waarbij verdere werking van het beweegbare wandgedeelte een risico zou of zou kunnen inhouden. Een besluitvormingsmodule is voorzien om te besluiten om de actuatoren te stoppen die met het beweegbare wandgedeelte zijn verbonden, om daardoor de verdere beweging van het beweegbare wandgedeelte te stoppen. Dit stoppen van de actuator is enkel gebaseerd op de positie van de beweegbare wandsegmenten, bijgevolg aangeduid als positiegebaseerde sturing. Door het stoppen van de beweging van het beweegbare wandsegment kan beschadiging aan het beweegbare wandsegment van de balenkamer of aan andere componenten van, of gerelateerd aan de balenpers, worden vermeden.

Een gepositioneerde sensor kan op diverse verschillende locaties in de balenkamer worden geplaatst. In een voorbeeld is de gepositioneerde sensor als een hoekige gepositioneerde sensor gevormd, geplaatst op het scharnier, waar het beweegbare wandsegment roteerbaar met de balenkamer of het balenpersframe is verbonden. In een ander voorbeeld zijn de actuatoren, bijvoorbeeld hydraulische cilinders, die het beweegbare wandsegment in werking brengen, van positiesensoren voorzien, zodat de positie van de cilinder of actuator kan worden uitgelezen. Daarbij wordt een relatie tussen de positie van de cilinder en de positie van het beweegbare wandsegment gebruikt om laatstgenoemde te bepalen. In een ander voorbeeld wordt een optische positiesensor gebruikt om de afstand tussen het beweegbare wandsegment en een referentiepunt op het balenpersframe te bepalen. Een combinatie van de verschillende hierboven vermelde sensoren, of meervoudige van dergelijke sensoren, kunnen op de beweegbare wandsegmenten worden geplaatst om de positie van deze beweegbare wandsegmenten te meten. Bij voorkeur zijn de beweegbare wandsegmenten via een scharniermechanisme roteerbaar met het balenpersframe verbonden, en is de gepositioneerde sensor als een hoekige positiesensor gevormd die op het scharniermechanisme is geplaatst. Wanneer meervoudige beweegbare wandsegmenten in de balenpers zijn voorzien, is elk van deze beweegbare wandsegmenten voorzien van ten minste één positiesensor die de positie van elk respectief beweegbaar wandsegment meet.

De beweegbare wandsegmenten zijn in de praktijk opgehangen, zodat de beweegbare wandsegmenten tussen een eerste en een tweede eindpositie kunnen bewegen. De meest binnenwaartse eindpositie wordt als de binnenste eindpositie aangeduid, en de meest buitenwaartse eindpositie wordt als de buitenste eindpositie aangeduid, waarbij buitenste en binnenste met betrekking tot het midden van de balenkamer worden gebruikt. De opening die dichtbij het einde van de balenkamer is gelegen, is klein, wanneer de beweegbare wandsegmenten zich in hun binnenste eindpositie bevinden, en de opening is groot, wanneer de beweegbare wandsegmenten zich in hun buitenste eindpositie bevinden. Het is duidelijk voor een vakman dat het bewegen van een beweegbaar wandsegment verder dan een eindpositie het scharniermechanisme, het beweegbare wandsegment, de balenkamer, het balenpersframe of een combinatie van de hierboven vermelde elementen zou kunnen beschadigen. In de praktijk kunnen de eindpositie van het beweegbare eindgedeelte en de eindpositie van een actuator zoals een hydraulische cilinder niet altijd zijn ingericht om perfect met elkaar overeen te komen. Om het beweegbare wandsegment over zijn volle bereik te kunnen doen werken, van de ene eind- tot de andere eindpositie, is in de praktijk het bewegingsbereik van een hydraulische cilinder of een andere actuator die het beweegbare wandsegment in beweging brengt bijgevolg bij voorkeur groter en volledig overlappend met het bewegingsbereik van het beweegbare wandsegment. Bijgevolg zou een actuator een beweegbaar wandsegment verder dan zijn eindpositie kunnen bewegen, waardoor het beweegbare wandsegment wordt beschadigd. Rekening houdende met de krachten die nodig zijn om een pakket van oogstmateriaal tot een pakket samen te persen, in het bijzonder wanneer het pakket een pakket met hoge dichtheid is, begrijpt de vakman dat de actuatoren een hoge kracht op het beweegbare wandgedeelte in zijn eindpositie zouden kunnen uitoefenen. Uit tests blijkt dat, in een balenpers met hoge dichtheid, de actuator voldoende sterk is om het mechanisme van het beweegbare wandsegment te breken, waardoor de balenpers breekt. Met gebruik van enkel krachtgebaseerde sturing van de beweegbare wandsegmenten kan deze situatie niet worden voorkomen, bijgevolg voorziet de uitvinding in een bijkomende positiegebaseerde sturing van het beweegbare wandsegment.

In de verdere beschrijving wordt de uitvinding uitgelegd onder verwijzing naar de figuren 2 en 3, waarin twee beweegbare zijwandgedeelten worden getoond. Het blijkt echter dat deze principes uitgelegd met betrekking tot zijwandgedeelten ook van toepassing zijn op een beweegbaar bovenwandgedeelte of ander beweegbaar wandgedeelte in de balenkamer die de opening kunnen veranderen waardoor het pakket van oogstmateriaal wordt geduwd. Er wordt ook vermeld dat, hoewel de effecten van de uitvinding met twee beweegbare zijwandgedeelten worden toegelicht, deze effecten evenzeer aanwezig zijn, wanneer slechts één beweegbaar wandgedeelte wordt gebruikt. De uitvinding is bijgevolg niet tot een balenkamer met twee beweegbare wandgedeelten beperkt.

Figuur 2 toont een bovenaanzichtafbeelding van de hoofdwerking van een balenkamer. Daarbij toont figuur 2 dat plunjer 101 die is voorzien om heen en weer te bewegen in de balenkamer daarbij nieuwe hoeveelheden oogstmateriaal in en door de balenkamer perst. Voor de duidelijkheid wordt vermeld dat de linkerzijde van de tekening de voorzijde van de balenpers toont en de rechterzijde van de figuur het achterste segment van de balenpers toont met de opening waardoor de pakketten van oogstmateriaal de balenkamer verlaten. De balenkamer omvat twee beweegbare zijwandsegmenten 104, 105 die via respectievelijk scharniermechanismen 108, 109 met het balenpersframe zijn verbonden. Elk van de beweegbare wandsegmenten wordt via een actuator 102, 103 in werking gebracht. Elk beweegbaar wandsegment is gebogen 110 om een samenpersing en daaropvolgende gedeeltelijke afvoer van oogstmateriaal tot stand te brengen die door de balenkamer wordt bewogen. De figuur 2 toont bovendien de binnenwaartse eindpositie 106, 107. Bij voorkeur is een hoekige positiesensor (niet getoond) op elk van de scharniermechanismen 108, 109 gemonteerd. In een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding omvat de balenpers ten minste twee beweegbare wandsegmenten, waarbij elk beweegbaar wandsegment via een actuator in werking wordt gebracht, en elk beweegbaar wandsegment een gepositioneerde sensor heeft om de positie van het respectieve beweegbare wandsegment te meten.

De positiesensor die de positie van het beweegbare wanddeel meet, is bij voorkeur geconfigureerd om de relatieve positie van het beweegbare wanddeel met betrekking tot een vooraf bepaalde neutrale (nul-punt) positie te meten. Deze neutrale positie kan bijvoorbeeld de centrale hoekige positie van het beweegbare wandsegment zijn, of de buitenste eindpositie van het beweegbare wandsegment. In een ander voorbeeld, waarbij de positie van het beweegbare wandsegment in afstandseenheden (in de plaats van hoekeenheden) wordt gemeten, kan het middelpunt van de balenkamer als neutrale positie worden gedefinieerd. Een dergelijke relatieve meting staat een gemakkelijke vergelijking van één beweegbaar wandsegment met een ander beweegbaar wandsegment toe.

Figuur 3 toont het effect van een afwijking van relatieve positie van het ene beweegbare zijwandsegment met betrekking tot het andere beweegbare zijwandsegment. In figuur 3a wordt het beweegbare wandsegment getoond bovenaan de figuur meer binnenwaarts bewogen dan het beweegbare wandsegment getoond onderaan figuur 3a, wat resulteert in een asymmetrische druk die op het oogstmateriaal binnen in de balenkamer wordt uitgeoefend. Bijgevolg heeft het pakket dat uit de balenkamer komt, een gebogen vorm, zoals in figuur 3a te zien is. Figuur 3b toont een analoge situatie, maar waarbij het beweegbare zijwandgedeelte bovenaan de figuur meer buitenwaarts is dan het beweegbare zijwandgedeelte onderaan de figuur 3b, en toont hoe het pakket gevormd in de balenkamer buigt als gevolg van de positieafwijking van de beweegbare wandsegmenten. De gebogen pakketten van oogstmateriaal zijn niet gemakkelijk te stapelen en te transporteren. Een dergelijke situatie en positionering van beweegbare wandsegmenten is gemakkelijk te corrigeren na een positiemeting. Aangezien positiesensoren, en een vergelijker en besluitvormingsmodule reeds volgens de uitvinding aanwezig zijn, kan deze vergelijker worden gebruikt om de positie van één beweegbaar wandsegment met de positie van een tweede beweegbaar wandsegment te vergelijken om afwijking tussen twee beweegbare wandsegmenten te bepalen. Indien de afwijking hoger is dan de vooraf gedefinieerde afwijking, wordt ten minste één van de beweegbare wandsegmenten zodanig gestuurd dat de afwijking tussen de twee beweegbare wandsegmenten wordt verminderd. Daarbij kan een situatie zoals toegelicht in figuren 3a en 3b gemakkelijk en vroegtijdig worden herkend, zodat de balenpers geen pakketten produceert die gebogen zijn.

De onderhavige uitvinding staat toe balenpersen verder te automatiseren, wat betekent dat de invoer van de operator die de balenpers doet werken, wordt verminderd. Met het positiegebaseerde sturingsmechanisme ingebouwd in het dichtheidsbesturingssysteem, kan het dichtheidsbesturingssysteem vanaf het opstarten worden geactiveerd, wanneer er geen oogstmateriaal in de balenkamer aanwezig is. Het dichtheidsbesturingssysteem stuurt, als gevolg van de lage dichtheid binnen in de balenkamer, de actuatoren om de beweegbare wandsegmenten naar hun meest binnenwaartse positie te bewegen. Door de positiegebaseerde sturing bewegen de actuatoren de beweegbare wandsegmenten niet verder dan hun binnenwaartse eindposities, aangezien de positiegebaseerde sturing de actuatoren stopt. Dit geeft de balenpers de tijd om de balenkamer met oogstmateriaal te vullen en een druk binnen in de balenkamer op te bouwen, waardoor de beweegbare wandsegmenten buitenwaarts worden geduwd, waarna de krachtgebaseerde sturing van het dichtheidsbesturingssysteem de sturing van de dichtheid van de balenkamer overneemt, zodat de vooraf bepaalde dichtheid kan worden verkregen. In balenpersen volgens de stand van de techniek kunnen er twee situaties optreden. In een eerste situatie zijn de krachten overgebracht door de actuatoren op de beweegbare wandsegmenten niet zo hoog dat ze het vermogen hebben het beweegbare wandsegment te breken. In deze situatie is de dichtheid van het pakket die door de balenpers kan worden geproduceerd, beperkt, aangezien ook de kracht die op het pakket kan worden toegepast, beperkt is.

In een tweede situatie, waarbij een hogere kracht op de beweegbare wandsegmenten kan worden toegepast, moet de operator het dichtheidsbesturingssysteem uitschakelen, wanneer de balenkamer leeg is, anders zou de actuator het beweegbare wandsegment over zijn binnenwaartse eindpositie duwen als gevolg van de lage kracht gemeten binnen in de balenkamer, aangezien deze leeg is. Dit zou de balenpers beschadigen.

Figuur 4 toont een stroomschema van het dichtheidsbesturingssysteem, waarbij zowel een positiegebaseerde sturing als een krachtgebaseerde sturing zijn geïmplementeerd. Het stroomschema start met een geforceerde meting, waarna de gemeten kracht met een vooraf bepaalde kracht wordt vergeleken. Indien de vergelijking erin resulteert dat de gemeten kracht lager (of hoger) is dan de vooraf bepaalde kracht, wordt het beweegbare wandsegment meer binnenwaarts (of buitenwaarts) bewogen, om de opening dichtbij het einde van de balenpers te doen afnemen (of toenemen) als gevolg waarvan de kracht die nodig is om het pakket door de balenpers te duwen, hoger (of lager) is. Daarna wordt een positiemeting uitgevoerd, waarna de gemeten positie met een drempelpositie wordt vergeleken. Indien de vergelijking toont dat de gemeten positie de drempelpositie niet overschrijdt, beslist de besluitvormingsmodule dat het beweegbare wandsegment nog steeds in een veilige zone (ok) werkt, en staat ze een verdere krachtmeting toe. Indien de vergelijking van de gemeten positie toont dat de gemeten positie een drempelpositie overschrijdt, wordt de beweging van de actuatoren gestopt, aangezien het dichtheidsbesturingssysteem beslist dat het systeem het beweegbare wandsegment in een risicozone doet werken.

Daarbij kan zijn geïmplementeerd dat de beweging wordt gestopt en de beweging enkel in de tegengestelde richting kan worden gestart, waarbij het beweegbare wandsegment van de drempelpositie weg wordt bewogen, getoond door pijl 201. Bij voorkeur wordt nog steeds positiemeting uitgevoerd, getoond via pijl 200, omdat de balenpers zichzelf zou kunnen deblokkeren door oogstmateriaal via de plunjer in de balenkamer te duwen. Door oogstmateriaal via de plunjer in de balenkamer te duwen, wordt de reactiekracht van het oogstmateriaal binnen in de balenkamer opgebouwd en zou deze voldoende hoog kunnen worden om de beweegbare wandsegmenten buitenwaarts te duwen. Een positiemeting zou kunnen detecteren dat de beweegbare wandsegmenten uit hun eindpositie worden geduwd, zodat het dichtheidsbesturingssysteem een verdere krachtmeting en overeenkomstige beweging van het beweegbare wandsegment kan uitvoeren.

Claims (8)

1. Conclusies

   1. Dichtheidsbesturingssysteem voor een landbouwbalenpers (10) die een balenkamer (18) omvat die een aantal wanden omvat met inbegrip van ten minste één beweegbaar wandsegment (30, 104, 105), een toevoerkanaal (16) dat naar de balenkamer leidt, en een plunjer (37, 101) voor het samenpersen van ladingen van oogstmateriaal tot een pakket in de kamer, actuatormiddelen (31, 102, 103) voor het instellen van de positie van het ten minste één beweegbare wandsegment als reactie op een uitvoer van het dichtheidsbesturingssysteem om de dichtheid van genoemd pakket te variëren, met het kenmerk, dat het dichtheidsbesturingssysteem een sensor omvat om de positie van het ten minste één beweegbare wandsegment te meten, een vergelijker om genoemde positie met een drempelpositie te vergelijken en een besluitvormingsmodule geconfigureerd om de beweging van de actuatormiddelen te stoppen, wanneer de positie de drempelpositie overschrijdt.
2. 2. Dichtheidsbesturingssysteem volgens conclusie 1, waarbij de drempelpositie een vooraf bepaalde binnenwaartse eindpositie (106, 107) van het beweegbare wandsegment voorstelt.
3. 3. Dichtheidsbesturingssysteem volgens conclusie 1, waarbij een verdere sensor voor het meten van een verdere positie van een verder beweegbaar wandsegment is voorzien, en waarbij de drempelpositie de verdere positie is om daardoor een positieafwijking van het ene met betrekking tot het andere beweegbare wandsegment te bepalen, waarbij de besluitvormingsmodule verder is geconfigureerd om de actuatormiddelen zodanig te sturen om genoemde afwijking te doen afnemen.
4. 4. Dichtheidsbesturingssysteem volgens één der voorgaande conclusies dat verder een belastingssensor omvat die de reactiekracht van het oogstmateriaal op de balenkamer meet en een uitvoer genereert die kenmerkend is voor genoemde reactiekracht, en dat een sturingsmodule omvat voor het sturen van de actuatormiddelen om het ten minste één beweegbare wandsegment als reactie op genoemde uitvoer te bewegen.
5. 5. Dichtheidsbesturingssysteem volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de landbouwbalenpers een vierkante balenpers met hoge dichtheid is.
6. 6. Landbouwbalenpers met een balenkamer die een aantal wanden omvat met inbegrip van ten minste één beweegbaar wandsegment, middelen voor het inbrengen van ladingen van oogstmateriaal in de balenkamer en een plunjer voor het samenpersen van de ladingen tot een pakket van het oogstmateriaal in de kamer, actuatormiddelen voor het instellen van de positie van het ten minste één beweegbare wandsegment als reactie op een uitvoer van een dichtheidsbesturingssysteem volgens één der voorgaande conclusies, om de dichtheid van genoemd pakket te variëren.
7. 7. Werkwijze voor het regelen van de dichtheid van pakketten van oogstmateriaal in een landbouwbalenpers die omvat: een balenkamer die een aantal wanden omvat met inbegrip van ten minste één beweegbaar wandsegment, middelen voor het inbrengen van ladingen van oogstmateriaal in genoemde balenkamer en een plunjer voor het samenpersen van de ladingen tot een pakket van het oogstmateriaal in de kamer, actuatormiddelen voor het instellen van de positie van het ten minste één beweegbare wandsegment als reactie op een uitvoer van het dichtheidsbesturingssysteem om de dichtheid van genoemd pakket te variëren; waarbij de werkwijze de stappen omvat van: het bewaken van een positie van genoemd ten minste één beweegbaar wandsegment, het vergelijken van genoemde positie met een vooraf bepaalde drempelpositie; het besluiten tot het stoppen van de beweging van de actuator, wanneer de positie de drempelpositie overschrijdt.
8. 8. Werkwijze volgens conclusie 7, waarbij de werkwijze verder de stappen omvat van: het meten van een reactiekracht van het oogstmateriaal op het beweegbare wandsegment via een belastingssensor, het genereren van een uitvoer kenmerkend voor genoemde reactiekracht, en het sturen van de actuatoren als reactie op de gegenereerde uitvoer.