BE1021137B1

BE1021137B1 - Regeling van de werking van een vierkantebalenpers.

Info

Publication number: BE1021137B1
Application number: BE2013/0179A
Authority: BE
Inventors: Didier Verhaeghe; Tom Coen
Original assignee: Cnh Industrial Belgium Nv; Cnh Belgium N.V.
Priority date: 2013-03-20
Filing date: 2013-03-20
Publication date: 2016-01-05
Also published as: EP2975924A1; CN104936432A; EP2975924B1; US20160270297A1; BR112015014743B1; CN104936432B; US9832931B2; WO2014147179A1; BR112015014743A2

Abstract

Er wordt een koppelopnemer onthuld die verbonden is met minstens één tand van de opraaprol van een vierkantebalenpers om een elektrisch uitgangssignaal te produceren dat een indicatie geeft van het door de tand ondervonden koppel, en een verwerkingskring die als functie heeft de snelheid van de gewasstroom naar de goot te schatten door het elektrische uitgangssignaal van de koppelopnemer alleen te analyseren op ogenblikken wanneer de positie van de tand binnen een vooraf bepaald hoekbereik valt.

Description

REGELING VAN DE WERKING VAN EEN VIERKANTEBALENPERS

Toepassingsgebied van de uitvinding

Deze uitvinding heeft betrekking op een vierkantebalenpers en gaat over het regelen van de werking van de balenpers om goed gevormde balen met uniforme densiteit te produceren.

Achtergrond van de uitvinding

In een vierkantebalenpers wordt gewas van de grond opgeraapt door middel van een roterende opraper met radiaal uitstekende tanden. Het van de grond opgeraapte gewas wordt naar een rotor verplaatst die aangebracht is aan het onderste uiteinde van een boogvormige goot. De rotor dient om het gewas samen te drukken in de boogvormige goot, waarbij deze laatste werkt als een precompressiekamer.

Wanneer een plunjer die heen en weer beweegt in een balenkamer van de balenpers zich in zijn onderste dode punt van zijn heen-en-weerbewegingscyclus bevindt, verplaatst een vuiler het gewas dat aanwezig is in de precompressiekamer naar de balenkamer, waarbij het gewas een plak wordt van de baal in het baalvormingsproces. Eens de baal in de balenkamer een bepaalde grootte heeft bereikt, wordt touw rond de baal gewikkeld en geknoopt om een afgewerkte baal te vormen. De afgewerkte baal blijft in de balenkamer terwijl de volgende baal gevormd wordt en uiteindelijk via het achterste uiteinde van de balenpers uit de balenkamer geduwd wordt.

Aangezien vierkantebalenpersen welbekend en gedocumenteerd zijn, wordt ervan uit gegaan dat de bovenstaande korte beschrijving zal volstaan om deze uitvinding te begrijpen.

Om goedgevormde balen met uniforme densiteit te produceren, is het wenselijk ervoor te zorgen dat de densiteit van het gewas in de precompressiekamer een gewenste waarde heeft wanneer een vullercyclus ingeleid wordt. De vullercyclus moet natuurlijk gesynchroniseerd worden met de beweging van de plunjer van de balenkamer en kan alleen plaats vinden aan het einde van een geheel aantal cycli van de plunjer in de balenkamer.

Indien bijvoorbeeld om de drie cycli van de plunjer in de balenkamer een vullercyclus wordt uitgevoerd, dan zou het niet wenselijk zijn dat de gewasdensiteit in de precompressiekamer de gewenste waarde bereikt ofwel na tweeënhalf plunjercycli ofwel na drieënhalf plunjercycli. In het eerste geval zou de gewasdensiteit te groot zijn op het moment dat het gewas naar de balenkamer wordt overgebracht. In het tweede geval zou, als een vullercyclus wordt ingeleid door een druksensor in de precompressiekamer, de vullercyclus over een volledige plunjercyclus vertraagd kunnen worden.

Voorwerp van de uitvinding

Het is daarom wenselijk in staat te zijn het gewasdebiet naar de precompressiekamer te schatten om ervoor te kunnen zorgen dat de gewasdensiteit een gewenst niveau bereikt op het moment dat het gewas naar de balenkamer wordt overgebracht.

Samenvatting van de uitvinding

Volgens deze uitvinding wordt een vierkantebalenpers verschaft die een balenkamer bevat, een plunjer die heen en weer bewogen kan worden aan één uiteinde van de balenkamer, een precompressiekamer waarin ladingen gewas opgehoopt en geprecomprimeerd worden door een rotor alvorens het gewas naar de balenkamer over te brengen, en een opraaprol met radiaal uitstekende tanden om gewas van de grond op te rapen en het gewas naar de rotor toe te bewegen, gekenmerkt door een koppelopnemer die verbonden is met minstens één tand van de opraaprol om een elektrisch uitgangssignaal op te wekken dat een indicatie geeft van het koppel dat de tand ondervindt, en een verwerkingskring die als functie heeft de snelheid van de gewasstroom naar de goot te schatten door het elektrische uitgangssignaal van de koppelopnemer alleen te analyseren op ogenblikken wanneer de positie van de tand binnen een vooraf bepaald hoekbereik valt.

Als men de belasting zou meten op de volledige opraaprol, dan zou deze meting niet uitsluitend een indicatie geven van de snelheid van de gewasstroom doordat de tanden in sommige stappen van elke cyclus langs de grond zouden schrapen en de weerstand die ze daarbij ondervinden zou afhangen van factoren zoals de hoogte van de opraaprol boven de grond tijdens het rijden en de hardheid van de grond. Bovendien kan gewas zich voor de rotor opstapelen wanneer de precompressiekamer vol is om weerstand te bieden aan de tanden van de opraaprol, terwijl die weerstand niet ondervonden zal worden wanneer de precompressiekamer relatief leeg is.

In deze uitvinding worden zulke problemen vermeden door het koppel op een tand te meten, of bij voorkeur op een stang met tanden die meerdere tanden bevat, alleen wanneer het enige buigmoment dat actief is op de tanden het gewicht is van het gewas. De verwerkingskring kan dus de belasting negeren die gemeten wordt op de tanden wanneer ze verticaal staan en zodoende over de grond slepen of gewas naar de rotor drukken, en alleen rekening houden met de gemeten belasting wanneer de tanden horizontaal staan en het gewicht dragen van het gewas dat ze van de grond hebben opgeraapt.

De positie van de tand(en) kan bepaald worden op allerlei manieren, het eenvoudigst door een asencoder te gebruiken die verbonden is met de as van de opraaprol. De asencoder moet niet nauwkeurig zijn en kan bijvoorbeeld de vorm aannemen van minstens één of meerdere magneten die op de opraaprol zijn aangebracht en die één of meer stationaire Hall-sensors op het steunframe 2 ^ Ί— η t T/~\ V* Τ.ΤΛ VI 1Λ .-"s -ν' ^ VS ν' ^ ^ ν' ν «Μ' Π J V Μ Μ J— ut«Lx vcj.cn wanneex u.c ddpj. U-L U.J-dct-LL·.

De snelheid waarmee gewas opgeraapt wordt zal variëren met de densiteit van het gewas op de grond en met de verplaatsingssnelheid van de balenpers. Als het gewas verspreid op het veld staat, kan de balenpers sneller bewogen worden om het gewenste debiet te verwezenlijken om de gewenste gewasdensiteit in de precompressiekamer te bereiken juist op het moment dat de plunjer van de balenkamer zijn onderste dode punt bereikt. De aflezing van de gewasdebietsensor kan dus gebruikt worden om de machineoperator een advies te geven wanneer hij de snelheid van de balenpers dient te verhogen of te verlagen.

Naast het gebruik van het gewasdebiet om een aanbevolen snelheid van de balenpers in te stellen, kan het gebruikt worden om het volume van de precompressiekamer te wijzigen. De precompressiekamer kan een beweegbare wand hebben om het volume ervan te wijzigen en dit verschaft een correctieparameter die een kortere reactietijd heeft dan de snelheid van de balenpers. Als het waarschijnlijk is dat het gewasdebiet zal resulteren in een overdreven densiteit van het gewas in de precompressiekamer, dan kan de grootte van de precompressiekamer relatief snel vergroot worden om ervoor te zorgen dat in elke cyclus een uniforme gewasdensiteit in de balenkamer wordt toegelaten, zelfs als de massa van het gewas tussen afzonderlijke plakken kan variëren.

Om de belasting op de rotor te meten, kan de belastingsopnemer gevoelig zijn voor de spanning in een ketting die de rotor aandrijft.

Een kettingwiel kan aangebracht zijn zodat het ingrijpt in een deel van de aandrijfketting en de opnemer kan dienen om de kracht te meten die inwerkt om het kettingwiel te verplaatsen in een richting loodrecht op de loop van de ketting.

Als alternatief kan de opnemer de vorm aannemen van een koppelmeetcel die aangebracht is op de as van de rotor.

Korte beschrijving van de tekeningen

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

Figuur 1 een schematische voorstelling is van de bewegende onderdelen van een vierkantebalenpers;

Figuur 2 een schematische voorstelling is van een opraaprol, en

Figuur 3 een diagram is van een kring voor het analyseren van het uitgangssignaal van de koppelopnemer die verbonden is met de stang met de tanden van Fig. 2.

Gedetailleerde beschrijving van de uitvoeringsvormen

Figuur 1 toont een vliegwiel 10 dat verbonden is door een ingangsas met de aftakas van een trekker (niet weergegeven). Het vliegwiel drijft een tandwielkast 12 aan die dient om een krukarm 14 te doen draaien om een heen-en-weerbeweging van een plunjer 16 te veroorzaken. De plunjer 16 beweegt heen en weer binnen een balenkamer (niet weergegeven) om plakken gewas die toegevoerd worden aan de balenkamer via een precompressiekamer 18 samen te drukken. De overdracht van gewas van de precompressiekamer 18 naar de balenkamer wordt verwezenlijkt door een vullermechanisme 20, dat ook wordt aangedreven door de tandwielkast 12, waarbij het uiteinde van een vullerarm 22 een niervormig pad volgt dat voorgesteld wordt door een stippellijn 24 in Fig. 1. Zoals tot nu toe beschreven, zijn alle onderdelen conventioneel en worden ze op een conventionele manier gebruikt.

Deze uitvinding gaat alleen over het ervoor zorgen dat het gewas dat opgehoopt wordt in de precompressiekamer 18 een gewenste densiteit heeft aan het begin van een vulcyclus. Om deze doelstelling te verwezenlijken, is het noodzakelijk om het gewasdebiet in de precompressiekamer 18 te meten.

Het gewas wordt ingevoerd in de precompressiekamer door een opraaprol 30 die radiaal uitstekende tanden bevat. Gewas dat opgeraapt wordt van de grond door de tanden wordt voortgestuwd naar een aangedreven rotor 32 die kan dienen als hakselaar maar waarvan de primaire functie erin bestaat het gewas in de precompressiekamer 18 te drukken.

Om het debiet te meten, is een belastingsmeetcel 34 (zie fig. 2), dienend als koppelopnemer, aangebracht op minstens één van de stangen met tanden waarvan de individuele tanden uit de opraaprol steken. Wanneer de tanden in een horizontale positie staan, veroorzaakt het gewicht van het gewas een koppel op de stang met tanden, dat gemeten wordt door de belastingsmeetcel 34 om een aanwijzing te geven van de massa van het gewas dat van de grond werd opgepikt.

Het aangebrachte koppel op de stang hangt af van de hoekpositie van de opraaprol. Terwijl de tanden langs de grond schrapen, zal het koppel op de stang met tanden afhangen van de hardheid van de grond en de hoogte van de opraaprol boven de grond tijdens het rijden. Wanneer de tanden verticaal omhoog wijzen, wordt er bovendien geen gewicht van het gewas op uitgeoefend, maar kunnen ze weerstand ondervinden van gewas dat zich opstapelde tussen de opraaprol en de compressierotor.

Om een meting te verwezenlijken die een indicatie geeft van het gewasdebiet, wordt het uitgangssignaal van de belastingsmeetcel 34 alleen geanalyseerd op momenten dat het koppel op de stangen met tanden alleen aangebracht wordt door de massa van het gewas dat van de grond werd getild. Dit kan in sommige uitvoeringsvormen van de uitvinding verwezenlijkt worden door het gebruik van een asencoder 40 die de hoek meet van de opraaprol, maar, als alternatief, kunnen magneten 36 aangebracht zijn op de opraaprol die stationaire Hall-schakelaars 41 activeren om het beginnen en het eindigen aan te geven van vensters tijdens dewelke het uitgangssignaal van de belastingsmeetcel 34 geanalyseerd zou moeten worden.

Het is mogelijk de massa te schatten van gewas dat gedragen wordt door slechts een van de stangen met tanden en om deze massa te extrapoleren voor de resterende stangen met tanden of om de massa van gewas dat vervoerd wordt door alle stangen met tanden te meten.

Uit een kennis van het gewicht van gewas dat gedragen wordt door elke stang met tanden en de rotatiesnelheid ervan, is het voor een processor mogelijk om de snelheid te bepalen waarmee gewas aan de precompressiekamer 18 wordt toegevoerd door de rotor 32 .

In Fig. 3 wordt het uitgangssignaal van de belastingsmeetcel 34 dis toegevoerd aan een digitale processor 46 die op de passende wijze geprogrammeerd is en bovendien verbonden om signalen te ontvangen van de asencoder 40 of van de Hall-sensors 41, alsook grondsnelheidssignalen 42 en snelheidssignalen 44 van de tandwielkast. Het snelheidssignaal van de tandwielkast wordt gebruikt om de duur van de heen-en-weergaande bewegingscyclus van de plunjer 16 te bepalen.

De tijd die de precompressiekamer nodig zou hebben om gevuld te worden met gewas tot op een densiteit binnen een gewenst bereik zou moeten samenvallen met een geheel veelvoud van de tijd die nodig is voor de plunjer 16 om een volledige heen-en-weergaande bewegingscyclus uit te voeren. Dit komt doordat een vullercyclus alleen uitgevoerd kan worden wanneer de plunjer 16 zich in zijn onderste dode punt bevindt, een positie waarin de plunjer 16 een opening vrijmaakt die de precompressiekamer 18 met de balenkamer verbindt. Uit een kennis van de duur van de heen-en-weergaande bewegingscyclus van de plunjer 16, kan de processor 46 bepalen of de gewasopraapsnelheid verhoogd of verlaagd moet worden om een gewasdensiteit te verwezenlijken binnen een gewenst bereik en op het juiste moment.

De snelheid waarmee gewas van de grond wordt opgeraapt hangt natuurlijk af van de snelheid waarmee met de balenpers over de grond werd gereden. In een uitvoeringsvorm van de uitvinding kan de processor 46 advies geven aan de machineoperator van de balenpers via een beeldscherm 50 om de grondsnelheid te verhogen of te verlagen om de kwaliteit van de afgewerkte balen te verbeteren.

Zulke snelheidsregeling van de balenpers moet niet heel snel reageren, aangezien van de machineoperator niet verwacht kan worden om bruusk te versnellen of te remmen om de gewasdensiteit in de precompressiekamer te wijzigen. Het is daarom als alternatief mogelijk om het volume van de precompressiekamer 18 te variëren om plakken van verschillende dikte maar van de gewenste densiteit te verwezenlijken. Het is bekend dat de precompressiekamer een beweegbare wand kan hebben en in de uitvoeringsvorm van de uitvinding die weergegeven is in Fig. 3 wordt zulke beweegbare wand gepositioneerd door middel van een regelkring 48 in gesloten lus om een gewenste densiteit in stand te houden, waarbij het volume van de precompressiekamer wordt vergroot wanneer de densiteit geschat wordt te hoog te zijn en verkleind wanneer de voorspelde densiteit geschat wordt te laag te zijn.

Claims

CONCLUSIES 1 T 7 *1 «Si V“1,τ O rN +“ /T\Vn 3 Π ''“N V» VN /—» -v- f’ Ί \ /«-X·*-» Vx Λ 1 /“NV» 1^- —> *·¥! ,—·, -v- Τ«\λτ f—\ 4— r-\ -i- . V_1_V--L J-LUii UUijU J.cilpcx ö U1C VCU.Cii/\.CliUCJ- JJCVOL / ccu plunjer (16) die heen en weer bewogen kan worden aan één uiteinde van de balenkamer, een precompressiekamer (18) waarin ladingen gewas opgehoopt worden en geprecomprimeerd worden door een rotor (32) alvorens het gewas naar de balenkamer over te brengen, en een opraaprol (30) met radiaal uitstekende tanden om gewas van de grond op te rapen en het gewas naar de rotor (32) toe te bewegen, gekenmerkt door een koppelopnemer (34) die verbonden is met minstens één tand van de opraaprol (30) om een elektrisch uitgangssignaal op te wekken dat een indicatie geeft van het koppel dat ondervonden wordt door de tand, en een verwerkingskring (46) met als functie de snelheid van de gewasstroom naar de precompressiekamer (18) te schatten door het uitgangssignaal van de koppelopnemer (34) alleen te analyseren op momenten dat de positie van de tand binnen een voorafbepaald hoekbereik valt.
2. Vierkantebalenpers volgens conclusie 1, met het kenmerk dat een asencoder (40) verbonden is met de as van de opraaprol (30) .
3. Vierkantebalenpers volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk dat de positie van de tand(en) bepaald wordt door het gebruik van één of meerdere magneten (36) die aangebracht zijn op de opraaprol (30) en in wisselwerking staan met minstens één of meerdere Hall-sensors (41) op het steunframe.
4. Vierkantebalenpers volgens een van de vorige conclusies, met het kenmerk dat de verwerkingskring (46) verbonden is met een display (50) dat aan een operator de aanbevolen grondsnelheid toont.
5. Vierkantebalenpers volgens een van de vorige conclusies, met het kenmerk dat de verwerkingskring (46) verbonden is met een regelkring (48) die dient om het volume van de precompressiekamer (18) te veranderen.
6 . Vierkantebalenpers volgens een van de vorige conclusies, met het kenmerk dat de koppelopnemer een belastingsmeetcel (34) is.
7. Werkwijze voor het schatten van de snelheid waarmee gewas opgeraapt wordt van de grond door een vierkantebalenpers die een balenkamer bevat, een plunjer (16) die heen en weer bewogen kan worden aan één uiteinde van de balenkamer, een precompressiekamer (18) waarin ladingen gewas opgehoopt en geprecomprimeerd worden door een rotor (32) alvorens het gewas naar de balenkamer over te brengen, en een opraaprol (30) met radiaal uitstekende tanden om gewas van de grond op te rapen en het gewas naar de rotor (32) toe te bewegen, waarbij het koppel dat de tanden ondervinden gemeten wordt door een koppelopnemer (34) en het uitgangssignaal van de koppelopnemer alleen geanalyseerd wordt door een verwerkingskring (46) op momenten dat de positie van de tand binnen een voorafbepaald hoekbereik valt om een parameter van het uitgangssignaal van de koppelopnemer (34) te bepalen dat een indicatie geeft van de snelheid van de gewasstroóm naar de precompressiekamer (18).