BE1022116B1 - Hulpkrachtbron voor een balenpers voor gebruik in de landbouw met een vliegwiel dat aan het draaien wordt gebracht bij het opstarten van de balenpers - Google Patents

Abstract

Een balenpers voor gebruik in de landbouw (10) gekenmerkt door een hulpkrachtbron (52) die gekoppeld is met een aandrijflijn (50) en die geconfigureerd is voor het ontvangen van energie van de aandrijflijn, het opslaan van de energie, en het terugvoeren van de opgeslagen energie naar de aandrijflijn (50). Een elektrische verwerkingskring (62) die gekoppeld is met de hulpkrachtbron (52) heeft als functie de werking van de hulpkrachtbron (52) te regelen om het vliegwiel (44) van de balenpers aan het draaien te brengen bij het opstarten van de balenpers (10).

Description

HULPKRACHTBRON VOOR EEN

BALENPERS VOOR GEBRUIK IN DE LANDBOUW MET EEN VLIEGWIEL DAT AAN HET DRAAIEN WORDT GEBRACHT BIJ HET OPSTARTEN VAN DE

BALENPERS

Toepassingsgebied van de uitvinding

Deze uitvinding heeft betrekking op balenpersen voor gebruik in de landbouw (verder kortweg balenpers(en) genoemd) en meer bepaald op systemen om energie aan zulke balenpersen toe te voeren.

Beschrijving van de aanverwante stand van de techniek

Landbouwoogstmachines, zoals balenpersen, worden in de landbouw gebruikt om oogstmateriaal samen te voegen en te verpakken om de opslag en de behandeling van het oogstmateriaal voor later gebruik te vergemakkelijken. In het geval van hooi wordt gewoonlijk een maaier-kneuzer gebruikt om het oogstmateriaal af te snijden en het voor te bereiden om het in zwaden in de zon te drogen. In geval van stro ontlaadt een maaidorser oogstmateriaal dat geen graan is vanaf de achterkant van de maaidorser, dat het stro vormt (bv. tarwe- of haverstro) dat door de balenpers opgeraapt zal worden. Het afgesneden oogstmateriaal wordt gewoonlijk geharkt en gedroogd en een balenpers, zoals een grote vierkantebalenpers of rondebalenpers, rijdt schrijlings over en langs de zwaden om het oogstmateriaal op te pikken en er balen van te maken.

Op een grote vierkantebalenpers verzamelt een opraapeenheid aan de voorkant van de balenpers het afgesneden en in zwaden neergelegde oogstmateriaal van de grond. De opraapeenheid bevat een opraaprol en kan facultatief andere onderdelen bevatten zoals zijdelingse afschermingen, eenzijdig gesteunde korte vijzels, een windscherm enz.

Een pakkereenheid wordt gebruikt om het oogstmateriaal vanaf de opraapeenheid toe te voeren aan een koker of precompressiekamer. De pakkereenheid vormt in de precompressiekamer een prop gewas die vervolgens naar een hoofdbalenkamer wordt overgebracht. (Voor deze bespreking zal de lading oogstmateriaal in de precompressiekamer een “prop” genoemd worden en zal de lading oogstmateriaal na samengeperst te zijn binnen de hoofdbalenkamer een “plak” genoemd worden.) Gewoonlijk bevat zulke pakkereenheid tanden of vorken om het oogstmateriaal vanuit de opraapeenheid naar de precompressiekamer te verplaatsen. In plaats van een pakkereenheid is ook het gebruik van een roterende snij eenheid gekend om het oogstmateriaal in kleinere stukken te hakken.

Een vuleenheid draagt de prop oogstmateriaal over in ladingen vanuit de precompressiekamer naar de hoofdbalenkamer. Gewoonlijk bevat zulke vuleenheid vulvorken die gebruikt worden om de prop oogstmateriaal vanuit de precompressiekamer naar de hoofdbalenkamer over te brengen, synchroon met de heen-en-weergaande beweging van een plunjer binnen de hoofdbalenkamer.

In de hoofdbalenkamer drukt de plunjer de prop oogstmateriaal samen tot plakken om een baal te vormen en terzelfder tijd beweegt de baal geleidelijk naar de uitlaat van de balenkamer. De plunjer beweegt heen en weer naar het ontlaadeinde van de balenpers toe en weg ervan gericht. De plunjer kan een aantal rollen bevatten die zijdelings naar buiten steken ten opzichte van de zijden van de plunjer. De rollen aan elke kant van de plunjer worden ontvangen binnen een overeenkomstige plunjergleuf die gevormd is in de zijwanden van de balenkamer, waarbij de plunjergleuven de plunjer geleiden tijdens de heen-en-weergaande bewegingen.

Wanneer er genoeg plakken werden toegevoegd en de baal een volledige (of andere voorafbepaalde) grootte bereikt, wordt een aantal knopenleggers geactiveerd die touw, garen of iets dergelijks rond de baal wikkelen en knopen terwijl de baal zich nog altijd in de hoofdbalenkamer bevindt. Het touw wordt doorgesneden en de gevormde baal wordt uit de achterkant van de balenpers gestoten als een nieuwe baal wordt gevormd.

Tijdens een compressiecyclus van de plunjer, zoals hierboven is beschreven, beweegt de plunjer door een compressieslag heen naarmate hij in de hoofdbalenkamer beweegt, waarbij de hoogste belasting op de plunjer zich voordoet aan het einde van elke compressieslag. Aangezien balenpersen steeds groter worden, worden de piekbelastingen op de plunjer tijdens de compressieslag ook steeds groter. Eén manier om deze hogere piekbelastingen te compenseren, is een groter vliegwiel te gebruiken dat gekoppeld is met een tandwielkast die de plunjer aandrijft. Wanneer de plunjer het einde van de compressieslag bereikt, helpt de hoeveelheid van beweging van het zwaardere vliegwiel de plunjer door de piekbelasting aan het einde van de compressieslag heen te bewegen. Als het vliegwiel niet zwaar genoeg is, dan worden door de aandrijflijn hoge belastingen op de basiseenheid overgebracht, wat kan resulteren in vertraging van de motor aan boord van de basiseenheid. Een te groot vliegwiel is echter ook ongewenst, aangezien het gewoonlijk een tractie-eenheid vereist met een groter nominaal vermogen (pk) om te starten en het vliegwiel aan te drijven dat deel uitmaakt van de aandrijflijn van de balenpers. Het zou wenselijk zijn om een kleinere tractie-eenheid te gebruiken ongeacht de grootte van de vliegwiel.

Wat vereist is volgens de stand van de techniek is een balenpers die het vliegwiel kan starten in een initiële opstarttoestand van de balenpers, ongeacht de grootte van de tractie-eenheid die de balenpers aandrijft.

Samenvatting van de uitvinding

Deze uitvinding verschaft een balenpers met een hulpkrachtbron (APS) die gebruikt maakt van energie die opgeslagen is in een energieopslagtoestel om een vliegwiel te starten bij de initiële inbedrijfstelling van de balenpers.

In één vorm is de uitvinding bedoeld voor een balenpers die een hoofdbalenkamer bevat; een plunjer die heen en weer beweegbaar is in de hoofdbalenkamer tijdens een compressieslag en een teruggaande slag; een vliegwiel dat verbonden met de plunjer; en een aandrijflijn die verbonden is met het vliegwiel en die koppelbaar is met een aftakas van een tractie-eenheid. De balenpers is gekenmerkt door een hulpkrachtbron die gekoppeld is met de aandrijflijn en geconfigureerd is om energie te ontvangen van de aandrijflijn, de energie op te slaan, en de opgeslagen energie naar de aandrijflijn terug te voeren. Een elektrische verwerkingskring die gekoppeld is met de hulpkrachtbron heeft als functie de werking van de hulpkrachtbron te regelen om het vliegwiel aan het draaien te brengen bij het opstarten van de balenpers.

Een voordeel van deze uitvinding is dat de hulpkrachtbron gebruikt kan worden om het vliegwiel vanuit stilstand aan het draaien te brengen.

Een ander voordeel is dat een tractie-eenheid met een kleiner nominaal vermogen gebruikt kan worden om de balenpers te starten en aan te drijven.

Nog een ander voordeel is dat de balenpers uitgerust kan worden met een kleiner vliegwiel.

Een verder voordeel is dat een lager vermogen aan de aftakas vereist is: tot 40%, afhankelijk van de werkcyclus van de balenpers.

Nog een volgend voordeel is dat het brandstofverbruik verminderd wordt, aangezien een kleinere tractie-eenheid gebruikt kan worden.

Een ander voordeel is dat de hulpkrachtbron resulteert in een groter comfort voor de operator, aangezien de piekimpulsbelastingen niet via de aandrijflijn op de tractie-eenheid worden overgebracht.

Korte beschrijving van de tekeningen

De bovenvermelde en andere kenmerken en voordelen van deze uitvinding en de manier om ze te bereiken, zullen duidelijker worden en de uitvinding zal beter begrepen kunnen worden door verwijzing naar de volgende beschrijving van uitvoeringsvormen van de uitvinding samen met de bijbehorende tekeningen, waarbij:

Figuur 1 een opengewerkt perspectief aanzicht is dat de inwendige werking toont van een grote vierkantebalenpers die een hulpkrachtbron volgens deze uitvinding kan bevatten;

Figuur 2 een perspectief deelaanzicht is van de aandrijflijn, de tandwielkast en de hulpkrachtbron die weergegeven zijn in Figuur 1;

Figuur 3 een blokschema is dat een vereenvoudigde uitvoeringsvorm weergeeft van de hulpkrachtbron volgens deze uitvinding;

Figuur 4 een schematische voorstelling is een uitvoeringsvorm van de hulpkrachtbron volgens deze uitvinding; en

Figuur 5 een grafische voorstelling is van het vermogen dat vereist is tijdens compressiecycli van de balenpers, het hydraulische vermogen dat toegevoerd wordt door de hulpkrachtbron en het resulterende vermogen op de aftakas als gevolg van het door de hulpkrachtbron toegevoerde vermogen.

Overeenkomstige verwijzingen (nummers en/of letters) geven door alle verschillende aanzichten heen overeenkomstige onderdelen aan. De hier uiteengezette voorbeelden illustreren uitvoeringsvormen van de uitvinding, en zulke voorbeelden mogen niet geïnterpreteerd worden alsof ze de reikwijdte van de uitvinding op enige wijze zouden beperken.

Gedetailleerde beschrijving van de uitvinding

Nu met verwijzing naar de tekeningen en meer bepaald naar Figuur 1, wordt er een perspectief opengewerkt aanzicht getoond dat de inwendige werking van een grote vierkantebalenpers 10 toont. Balenpers 10 werkt met een tweetraps toevoersysteem. Oogstmateriaal wordt met behulp van een opraapeenheid 12 van zwaden opgetild en aan de balenpers 10 toegevoerd. De opraapeenheid 12 bevat een draaiende opraaprol 14 met tanden 16 die het gewas achterwaarts bewegen naar een pakkereenheid 18. Een facultatief paar eenzijdig gesteunde korte vijzels (waarvan er één is weergegeven, maar zonder nummer) is boven de opraaprol 14 gepositioneerd om het oogstmateriaal zijdelings naar binnen te bewegen. De pakkereenheid 18 bevat pakkertanden 20 die het gewas in een precompressiekamer 22 drukken om een prop oogstmateriaal te vormen. De pakkertanden 20 strengelen het gewas ineen en pakken het samen in de precompressiekamer 22. De precompressiekamer 22 en de pakkertanden 20 werken als de eerste stap voor het samenpersen van het gewas. Eens de druk in de precompressiekamer 22 een voorafbepaalde gedetecteerde waarde bereikt, beweegt een vuleenheid 24 de prop gewas uit de precompressiekamer 22 naar een hoofdbalenkamer 26. De vuleenheid 24 bevat vul vorken 28 die de prop gewas rechtstreeks tot vóór een plunjer 30 drukken, die heen en weer beweegt binnen de hoofdbalenkamer 26 en de prop gewas in een plak samengedrukt.

De vulvorken 28 keren terug naar hun originele stationaire toestand nadat de prop materiaal in de hoofdbalenkamer 26 werd bewogen. Plunjer 30 drukt de proppen gewas samen in plakken om een baal te vormen en terzelfder tijd beweegt de baal geleidelijk naar de uitlaat 32 van de hoofdbalenkamer 26. De hoofdbalenkamer 26 en de plunjer 30 functioneren als tweede trap voor het samenpersen van het gewas. Wanneer er genoeg plakken werden toegevoegd en de baal een volledige (of andere voorafbepaalde) grootte bereikt, worden knopenleggers 34 geactiveerd die touw rond de baal wikkelen en binden terwijl de baal zich nog altijd in de hoofdbalenkamer 26 bevindt. Naalden 36 brengen het onderste touw omhoog naar de knopenleggers 34 waarna het knoopproces plaatsvindt. Het touw wordt doorgesneden en de gevormde baal wordt uitgestoten vanuit een ontlaadhelling 38 als een nieuwe baal gevormd is.

Plunjer 30 is verbonden via een krukarm 40 met een tandwielkast 42. Tandwielkast 42 wordt aangedreven door een vliegwiel 44, dat op zijn beurt via een aandrijfas 46 verbonden is met de aftakaskoppeling (PTO-koppeling) 48. De aftakaskoppeling 48 is afneembaar verbonden met de spieas van de aftakas aan de achterkant van de tractie-eenheid, zoals een tractor (niet weergegeven). Aftakaskoppeling 48, aandrijfas 46 en vliegwiel 44 definiëren samen een gedeelte van een aandrijflijn 50 dat draaiend vermogen toevoert aan tandwielkast 42. Vliegwiel 44 heeft een voldoende massa om de plunjer 30 door een compressieslag heen te voeren wanneer vermogen wordt toegevoerd aan de aandrijfas 46 door de tractie-eenheid. Zonder het vliegwiel wordt een grote mechanische belasting (impuls) aangelegd aan de tractie-eenheid wanneer de balenpers tijdens de werking piekvermogen nodig heeft, zoals aan het einde van een compressieslag en/of tijdens een slag van de vuleenheid. Aangezien balenpersen algemeen gezien steeds groter worden, neemt ook de grootte van het vliegwiel steeds toe. Een groter vliegwiel vergt op zijn beurt gewoonlijk ook het gebruik van een tractie-eenheid met een hoger vermogen om tijdens de werking ingangsvermogen op de aandrijfas 46 in stand te kunnen houden, en doordat hoger vermogen nodig is om het vliegwiel vanuit stilstand aan het draaien te brengen.

Volgens een aspect van deze uitvinding en met verwijzing naar de Figuren 1-3, gezamenlijk, bevat balenpers 10 ook een hulpkrachtbron (APS) 52 die gekoppeld is met de aandrijflijn 50 parallel met het vliegwiel 44, in een mechanische zin en niet noodzakelijk in een geometrische zin. De hulpkrachtbron 52 dient over het algemeen om energie van de aandrijflijn 50 te ontvangen, om de energie op te slaan, en de opgeslagen energie naar de aandrijflijn 50 terug te sturen.

De hulpkrachtbron 52 bevat over het algemeen een energieopwekkend toestel 54 om energie te ontvangen van de aandrijflijn 50 en energie op te wekken, een energieopslagtoestel 56 dat gekoppeld is met het vermogenopwekkende toestel en energie afkomstig van dit energieopwekkende toestel 54 opslaat, en een energieterugvoerend toestel 58 om de opgeslagen energie naar de aandrijflijn terug te voeren. In het blokschema dat weergegeven is in Figuur 3, zijn het energieopwekkende toestel 54 en energieterugvoerende toestel 58 geconfigureerd als dezelfde eenheid die op verschillende functionele wijzen kan werken, zoals een hydraulische pomp/motor of een elektrische motor/generator. Wanneer het energieopslagtoestel 56 geconfigureerd is als een hydraulische pomp/motor, kan het de vorm hebben van één of meerdere hydraulische buffervaten. Als alternatief, wanneer het energieopslagtoestel 56 geconfigureerd is als een elektrische motor/generator, de vorm hebben van één of meerdere ultracondensatoren en/of accu's. Met dit type dubbele functionaliteit is het energieopslagtoestel 56 verbonden met het energieopwekkende toestel 54 / energieterugvoerende toestel 58 zodat het in de twee richtingen werkt, d.w.z. waarbij de energie in de twee richtingen kan stromen, zoals aangegeven door de dubbele pijl 60.

Als alternatief kunnen het energieopwekkende toestel 54 en het energieterugvoerende toestel 58 afzonderlijke en gescheiden eenheden zijn die elk gekoppeld zijn met de aandrijflijn 50 en het energieopslagtoestel 56. Het energieopwekkende toestel 54 kan bijvoorbeeld de vorm hebben van een hydraulische pomp, en het energieterugvoerende toestel 58 kan de vorm hebben van een afzonderlijke hydraulische motor, waarbij elk ervan mechanisch gekoppeld is met de aandrijflijn 50 en hydraulisch gekoppeld is met een energieopslagtoestel in de vorm van een buffervat (niet specifiek weergegeven). Bovendien kan het energieopwekkende toestel 54 de vorm hebben van een elektromotor, en kan het energieterugvoerende toestel 58 de vorm hebben van een afzonderlijke elektrische generator, waarbij elk ervan mechanisch gekoppeld is met de aandrijflijn 50 en elektrisch gekoppeld is met een energieopslagtoestel 56 in de vorm van een ultracondensator en/of accu (niet specifiek weergegeven).

Het energieopslagtoestel 56 dat weergegeven is in Figuur 3 kan ook anders geconfigureerd worden dan met één of meerdere hydraulische buffervaten, ultracondensatoren en/of accu's. Bijvoorbeeld kan het energieopslagtoestel 56 geconfigureerd zijn als een extra mechanisch vliegwiel dat energie ontvangt van / zendt naar de aandrijflijn 50. Het energieopwekkende toestel 54 en het energieterugvoerende toestel 54 kunnen geconfigureerd zijn als een continu regelbare overbrenging (CVT), en het extra vliegwiel zou in zekere mate in staat zijn om energie buiten de piekbelastingsperiode te ontvangen en op te slaan en energie naar de aandrijflijn 50 terug te sturen om deze tijdens piekbelastingsperiodes te gebruiken.

Voor de bespreking hierna zal worden verondersteld dat het energieopwekkende toestel 54 en het energieterugvoerende toestel 58 de vorm hebben één een enkele eenheid die geconfigureerd is als een hydraulische pomp/motor. Pomp/motor 54, 58 is gekoppeld met en wordt geregeld door een elektrische verwerkingskring 62, die de vorm kan hebben van een elektronische besturingseenheid (ECU) of een analoge verwerkingseenheid. De elektrische verwerkingskring 62 kan een specifieke ECU zijn aan boord van de balenpers 10 of kan ook een deel zijn van een elektronische besturingseenheid die gebruikt wordt voor andere doeleinden aan boord van de balenpers 10. Als alternatief kan de elektrische verwerkingskring 62 ook een ECU zijn aan boord van de tractie-eenheid die de balenpers 10 sleept 10, en kan gekoppeld zijn met de pomp/motor 54, 58 en andere onderdelen aan boord van de balenpers 10 via een bedrading of op een draadloze manier.

De elektrische verwerkingskring 62 regelt de werking van de pomp/motor 54, 58 op een wijze zodat vermogen toegevoerd wordt aan de aandrijflijn 50 vóór en tijdens periodes van piekbelasting van de balenpers 10, en er wordt energie ontvangen van de aandrijflijn 50 wanneer er geen piekbelasting is op de balenpers 10. Meer bepaald wordt energie verstuurd naar/vanuit de aandrijflijn 50 afhankelijk van een positie van de plunjer 30 in de hoofdbalenkamer 26, en/of een variabele die verband houdt met de vorming van een plak oogstmateriaal binnen de balenkamer 26. Daartoe is de elektrische verwerkingskring 62 verbonden met één of meerdere sensors 64 die uitgangssignalen toevoeren die een indicatie geven van de positie van de plunjer 30 en/of een variabele die verband houdt met een plak gewas. In de uitvoeringsvorm die weergegeven is in Figuur 3, is de sensor 64 in de buurt van het vliegwiel 44 aangebracht om de rotatiepositie van het vliegwiel 44 te bepalen, bv. door een naderingsschakelaar, een optische sensor enz. De positie van het vliegwiel 44 kan op haar beurt gebruikt worden om de positie van de plunjer 30 in de hoofdbalenkamer 26 te bepalen. Als alternatief kan de sensor 64 geconfigureerd worden om een variabele te detecteren die verband houdt met de vorming van een plak gewas in de hoofdbalenkamer 26. Voorbeelden van variabelen die verband houden met de vorming van een plak gewas kunnen een vochtigheidsgehalte zijn van het gewasmateriaal, een dikte van een bepaalde plak oogstmateriaal en/of een positieverandering van de plunjer bij maximale compressie voor elke plak gewasmateriaal. Als alternatief kan de variabele die verband houdt met de vorming van een plak gewas zelfs een invoer zijn van een gebruiker, zoals een bepaald type oogstmateriaal dat geoogst wordt. Andere ingangsvariabelen kunnen ook gebruikt worden voor het regelen van de werking van de hulpkrachtbron 52.

Met verwijzing nu naar Figuur 4 wordt een schematische voorstelling getoond van de regeling van de hulpkrachtbron 52 die weergegeven is in Figuren 1-3. De hulpkrachtbron 52 kan gezien worden als het definiëren van een hydraulisch vliegwiel dat gebaseerd is op een zogenaamde "over-center" verdringingspomp/motor met regelbaar slagvolume 54, 58 die aangesloten is tussen het buffervat 56 en een tank 66. Om alle overdruk te vermijden, is een drukontlastingsklep 68 aangebracht tussen de pomp/motor 54, 58 en het buffervat 56. Een terugslagklep 70 is ook verbonden met de tank 66 om cavitatie van de pomp/motor 54 te vermijden, 58. Een drukopnemer 72 wordt gebruikt om de verplaatsing van de pomp/motor 54, 58 te beheren. 58. In de grond werkt de pomp/motor 54, 58 tijdens een typische werkcyclus als een echte pomp die het buffervat 56 vult wanneer het ogenblikkelijke vermogen van de balenpers 10 lager is dan het gemiddelde vermogen (Figuur 5). Anderzijds, wanneer de plunjer 30 in een compressieslag is, werkt de pomp/motor 54, 58 als motor om hydraulische energie om te zetten in mechanische energie die toegevoerd kan worden aan de aandrijflijn 50. Op die manier kan de typische vermogenpiek vermeden worden en ligt het vermogen dat de aftakas toegevoerd krijgt van de tractor altijd dichtbij het gemiddelde vermogen. De grootte van de pomp hangt af van de maximumdruk in het buffervat 56 en de bedrijfssnelheid van de pomp/motor 54, 58. Doordat de aanvullende tandwielkast 74 gekoppeld is met de aandrijflijn 50, kan de pompsnelheid verhoogd worden bv. van 1000 t/min (het typische toerental van een aftakas tijdens normale werkvoorwaarden) tot ongeveer 2680 t/min). Deze hogere snelheid maakt het gebruik mogelijk van een kleinere pomp met een hoger hydraulisch rendement en een snellere reactietijd, in tegenstelling tot een grotere pomp die vereist is wanneer gewerkt wordt met lagere snelheden.

Tijdens de werking van de balenpers 10 gaat de plunjer 30 heen en weer tijdens compressiecycli in de hoofdbalenkamer 26. In de uitvoeringsvorm van de grote vierkantebalenpers die weergegeven is in de grafiek van Figuur 5, kan, wanneer de plunjer 30 heen en weer beweegt (aangegeven door de bovenste ruwweg sinusoïdaal verlopende kromme 80 [LSB = large square baler = grote vierkantebalenpers]), het vermogen dat nodig is op de aftakas van de grote balenpers tussen een minimale vermogenbehoefte schommelen tot ongeveer vier keer de minimale vermogenbehoefte (bv. tussen ongeveer 55 en 215 kW). Het gemiddelde vermogen dat aangegeven wordt door de horizontale streeplijn 82 is echter slechts twee keer de minimale vermogenbehoefte (bv. 107 kW). Anderzijds compenseert het vermogen dat verschaft wordt door de hydraulische pomp/motor 54, 58 aan de aandrijflijn 50 (aangegeven door de onderste van de ongeveer sinusoïdaal verlopende kromme 84) over het algemeen de schommelingen van het vermogen dat vereist is aan de aftakas. Dus wordt het resulterende vermogen dat benodigd is aan de aftakas aangegeven door de ruwweg horizontaal lopende lijn 86 net boven de lijn van het gemiddelde vermogen 82.

Volgens een ander aspect van deze uitvinding stelt de elektrische verwerkingskring 62 vast wanneer de aftakas werd ontkoppeld, en activeert de hulpkrachtbron 52 om gelijktijdig het vliegwiel 44 te remmen en de energie in het energieopslagtoestel 56 voor andere doeleinden op te slaan. Daartoe is de elektrische verwerkingskring 62 gekoppeld met een aftakasindicator 90 (Figuren 3 en 4) die een uitgangssignaal verschaft dat een indicatie geeft van een koppeling van de aftakas (en dus van het actief mechanisch aandrijven van de aandrijflijn 50). De elektrische verwerkingskring 62 regelt de werking van de hulpkrachtbron 52, afhankelijk van het uitgangssignaal van de aftakasindicator 90. In één uitvoeringsvorm komt het uitgangssignaal van de aftakasindicator 90 overeen met een ontkoppeling van de aftakas, en stelt de elektrische verwerkingskring 62 de hulpkrachtbron 52 in werking bij het ontvangen van het uitgangssignaal om energie van het vliegwiel 44 te gebruiken om deze energie in de hulpkrachtbron 52 op te slaan. Terzelfder tijd zorgt de hulpkrachtbron 52 er ook voor om het vliegwiel 44 te remmen nadat de aftakas is ontkoppeld en de hulpkrachtbron 52 in werking is gesteld.

De aftakasindicator 90 kan verschillende configuraties hebben, en kan geplaatst zijn aan boord de balenpers 10 en/of de tractie-eenheid. Bijvoorbeeld is het bekend dat een tractie-eenheid in de vorm van een landbouwtrekker een met de hand indrukbare schakelaar kan bevatten (bv., een knop of een hefboom) die een signaal zendt naar de elektronische besturingseenheid aan boord van de tractor om de aftakas te ontkoppelen. In één uitvoeringsvorm kan de aftakasindicator 90 ook de aftakas-ontkoppelingsschakelaar zijn en kan de ECU aan boord van de tractor een uitgangssignaal sturen (via een draad of draadloos) naar de elektrische verwerkingskring 62 die gekoppeld is aan de balenpers 10. De elektrische verwerkingskring 62 weet dan dat de aftakas werd ontkoppeld, en stelt de hulpkrachtbron 52 in werking om het vliegwiel 44 te remmen en de energie van het vliegwiel 44 en van het energieopslagtoestel 56 voor een volgend gebruik op te slaan. De met de hand indrukbare schakelaar kan ook de vorm hebben van een virtuele schakelaar op een display, of een andere geschikte schakelaar die toegankelijk is voor de operator van de balenpers 10.

Als een ander voorbeeld kan de aftakasindicator 90 de vorm hebben van een sensor die het toerental van de aandrijflijn 50 en/of een belasting (bv. koppel) op de aandrijflijn 50 meet. Een typisch nominaal bedrijfstoerental voor de aandrijflijn van een grote vierkantebalenpers is ongeveer 1000 t/min. Als het toerental van de aandrijflijn 50 tot onder een voorafbepaald waarde daalt, bv. 850 t/min, dan vertraagt de aandrijflijn en kan daaruit afgeleid worden dat de aftakas werd ontkoppeld. Als alternatief, wanneer de aftakas wordt ontkoppeld, zal de aandrijflijn onbelast draaien tot hij tot stilstand komt en er geen ingangskoppel meer aangelegd wordt door de aftakas van de tractor. Deze vrijlooptoestand kan gedetecteerd worden met behulp van een belastingssensor en een uitgangssignaal dat toegevoerd wordt aan de elektrische verwerkingskring 62 om te bepalen dat de aftakas werd ontkoppeld. Aftakasindicator 90 kan ook op andere manieren geconfigureerd worden om een uitgangssignaal toe te voeren dat een indicatie geeft van de koppelingstoestand van de aftakas.

Om een voldoende hoeveelheid energie voor het volgende gebruik op te slaan nadat de aftakas werd ontkoppeld, kan het noodzakelijk zijn om een groter energieopslagtoestel 56 en/of meerdere energieopslagtoestellen 56 te verschaffen. Het energieopslagtoestel 56 kan bijvoorbeeld geconfigureerd zijn als één of meerdere hydraulische buffervaten, één of meer elektrische condensatoren, één of meer elektrische accu's en/of één of meer extra vliegwielen.

De energie die is opgeslagen binnen het energieopslagtoestel of de energieopslagtoestellen 56 kan gebruikt worden voor verschillende hulpfuncties aan boord van de balenpers 10. Zulke hulpfuncties kunnen bijvoorbeeld bestaan uit: het inschakelen van een baaluitstoter op de balenpers; een ontlaadhelling aan de achterkant van de balenpers verhogen of verlagen; en/of het voeden van lichten aan boord van de balenpers. De opgeslagen energie kan ook gebruikt worden voor andere hulpfuncties aan boord van de balenpers 10.

Volgens een ander aspect van deze uitvinding kan vermogen/energie die opgeslagen is in het energieopslagtoestel 56 gebruikt worden om het vliegwiel 44 bij de inbedrij fistelling van de balenpers aan het draaien te brengen. Het energieopslagtoestel 56 kan opgeladen worden bij de uitschakeling van de balenpers 10, zoals hierboven is beschreven, of kan opgeladen worden bij het starten van de balenpers 10, zoals hieronder is beschreven. Het starten van de aandrijflijn 50 en het vliegwiel 44 vanuit stilstand bij het opstarten kan een aanzienlijke belasting veroorzaken op de verbrandingsmotor van de tractie-eenheid, waardoor de motor van de tractie-eenheid in meer dan aanvaardbare mate kan vertragen. Aangezien één doelstelling van de hulpkrachtbron 52 is in staat te zijn de grootte van de tractie-eenheid te verminderen, is de kleinere tractie-eenheid nog meer vatbaar om aanzienlijk te vertragen bij het opstarten van de balenpers 10. Door de hulpkrachtbron 52 te gebruiken om te helpen bij het aan het draaien te brengen van het vliegwiel 44, wordt het vertragen van de verbrandingsmotor geminimaliseerd.

Er zijn verschillende configuraties die de hulpkrachtbron 52 in staat zouden stellen om het vliegwiel aan het draaien te brengen, samen met het inschakelen van de aftakas om koppel op de aandrijflijn 50 aan te brengen. Als het energieopslagtoestel 56 opgeladen is bij de uitschakeling van de balenpers 10, zoals hierboven is beschreven, dan kan dezelfde aftakasindicator 90 in de vorm van een door de operator indrukbare knop in de operatorcabine gebruikt worden om het vliegwiel 44 aan het draaien te brengen samen met de inschakeling van de aftakas. De ECU aan boord van de tractie-eenheid kan de elektrische verwerkingskring 62 ondervragen, die kan meten of het vliegwiel 44 stilstaat met behulp van sensor 64 en kan meten of het energieopslagtoestel 56 opgeladen is d.m.v. een passende ladingstoestandssensor 92 (Figuur 3). De hulpkrachtbron 52 kan gelijktijdig met het inschakelen van de aftakas van de tractie-eenheid ingeschakeld worden, zodat energie uit de hulpkrachtbron 52 toegevoerd wordt aan de aandrijflijn 50 om het vliegwiel 44 te helpen aan het draaien te brengen.

Als alternatief, als het vliegwiel 44 stilstaat en het energieopslagtoestel 56 is opgeladen, kan de elektrische verwerkingskring 62 de hulpkrachtbron 52 inschakelen om het vliegwiel 44 aan het draaien te brengen, en na het opstarten een signaal te zenden naar de ECU aan boord van de tractie-eenheid om de aftakas in te schakelen. Het opstarten van het vliegwiel 44 en het inschakelen van de aftakas (en de aandrijflijn 50) kunnen met andere woorden in een opeenvolgende manier verlopen. Aangezien de aftakas en de aandrijflijn 50 in een vrijlooptoestand zijn vooraleer de aftakas in te schakelen, is het mogelijk voor de hulpkrachtbron 52 om de aandrijflijn 50 aan te drijven om het vliegwiel 44 aan het draaien te brengen vooraleer de aftakas in te schakelen.

Als alternatief, als het energieopslagtoestel 56 niet is opgeladen bij het opstarten van de balenpers 10, kan de aftakas ingeschakeld worden om het energieopslagtoestel 56 te laden, zonder het vliegwiel 44 aan te drijven, en vervolgens kan de elektrische verwerkingskring 62 de hulpkrachtbron 52 inschakelen om het vliegwiel 44 aan het draaien te brengen ofwel vóór ofwel gelijktijdig met de inschakeling van de met het vliegwiel 44. De aandrijflijn 50 zou sommige types regelbare koppeling 94 of dergelijke moeten bevatten (weergegeven in streeplijn in Figuur 3) die bestuurd worden door de elektrische verwerkingskring 62 om het vliegwiel 44 te ontkoppelen terwijl het energieopslagtoestel 56 wordt opgeladen. De koppeling 94 kan tussen de hulpkrachtbron 52 en het vliegwiel 44 geplaatst worden. Zulke koppeling kan zelfs een geïntegreerd deel zijn van de extra tandwielkast 74 die de hulpkrachtbron 52 met de aandrijflijn 50 koppelt.

In één configuratie kan een schakelaar (niet specifiek weergegeven), die gescheiden is van de knop om de aftakas in te schakelen aangebracht, worden in de operatorcabine om het energieopslagtoestel 56 manueel op te laden vooraleer de aftakas te koppelen. De ECU aan boord van de tractor kan communiceren met de elektrische verwerkingskring 62 aan boord van de balenpers 10 (via draad of draadloos), de elektrische verwerkingskring 62 kan de koppeling 94 ontkoppelen en communiceren met de ECU, en daarna kan de ECU de aftakas inschakelen om de hulpkrachtbron 52 op te laden zonder het vliegwiel 44 aan te drijven. Nadat het energieopslagtoestel 56 een voorafbepaald oplaadniveau heeft bereikt, kan de elektrische verwerkingskring 62 eenvoudigweg de koppeling 94 weer inschakelen om het vliegwiel 44 aan te drijven. Terzelfder tijd kan de elektrische verwerkingskring de hulpkrachtbron 52 regelen om energie naar de aandrijflijn 50 te sturen om te helpen bij het aan het draaien brengen van het vliegwiel 44.

Ongeacht de bijzondere techniek die gebruikt wordt om het vliegwiel 44 aan het draaien te brengen, kan de aftakas ingeschakeld worden bij een voorafbepaald toerental van het vliegwiel 44 als de hulpkrachtbron 52 eerst gebruikt wordt om het vliegwiel 44 aan het draaien te brengen en daarna de aftakas in te schakelen. Onder de meeste omstandigheden is het alleen noodzakelijk dat het vliegwiel 44 aan het draaien wordt gebracht tot een bepaald toerental dat kleiner is dan de nominale snelheid van de aftakas (bv. 600 t/min) om een overdreven belasting op de verbrandingsmotor te vermijden. Het is echter ook mogelijk het vliegwiel 44 tot eender welke gekozen snelheid aan het draaien te brengen, met inbegrip van de nominale aftakassnelheid die gewoonlijk 1000 t/min bedraagt, en pas daarna de aftakas van tractie eenheid in te schakelen. De sensor 64 kan gebruikt worden om het toerental van het vliegwiel 44 te bepalen en een overeenkomstig uitgangssignaal naar de elektrische verwerkingskring 62 te sturen.

Hoewel deze uitvinding werd beschreven met betrekking tot minstens één uitvoeringsvorm, kan ze verder gewijzigd worden binnen de geest en de reikwijdte van deze onthulling. Deze octrooiaanvraag is dan ook bedoeld om alle variaties en gebruiken of aanpassingen van de uitvinding te dekken door gebruik te maken van haar algemene principes. Verder is deze octrooiaanvraag bedoeld om zulke afwijkingen van deze onthulling te dekken die mogelijk zijn binnen bekende of gebruikelijke praktijken volgens de stand van de techniek waarop deze uitvinding betrekking heeft en die binnen de grenzen van de bij gevoegde conclusies vallen.

Claims (11)

1. CONCLUSIES

   1. Balenpers (10), bestaande uit: - een hoofdbalenkamer (26); - een plunjer (30) die heen en weer beweegbaar is in de hoofdbalenkamer (26) tijdens een compressieslag en een teruggaande slag; - een vliegwiel (44) dat verbonden met de plunjer (30); en - een aandrijflijn (50) die verbonden is met het vliegwiel (44) en koppelbaar is met een aftakas (PTO) van een tractie-eenheid; gekenmerkt doordat: - een hulpkrachtbron (52) gekoppeld is met de aandrijflijn (50) en geconfigureerd is om energie te ontvangen van de aandrijflijn (50) en deze energie op te slaan, en de opgeslagen energie naar de aandrijflijn (50) terug te voeren; - een elektrische verwerkingskring (62) die met de aftakas (52) gekoppeld is, waarbij de elektrische verwerkingskring (62) als functie heeft de werking van de hulpkrachtbron (52) te regelen om het vliegwiel (44) aan het draaien te brengen bij het opstarten van de balenpers (10).
2. 2. Balenpers (10) volgens conclusie 1, gekenmerkt doordat de hulpkrachtbron (52) begint met het vliegwiel (44) aan het draaien te brengen gelijktijdig met of voorafgaand aan het inschakelen van de aftakas.
3. 3. Balenpers (10) volgens conclusie 1 of 2, gekenmerkt doordat de hulpkrachtbron (52) begint met het vliegwiel (44) aan het draaien te brengen vooraleer de aftakas wordt ingeschakeld, en de aftakas ingeschakeld wordt wanneer de aandrijflijn (50) een voorafbepaald toerental bereikt.
4. 4. Balenpers (10) volgens een of meerdere van de voorgaande conclusies 1 tot 3, gekenmerkt doordat het energieopslagtoestel (56) zich in een opgeladen toestand bevindt bij het opstarten van de balenpers (10), en de elektrische verwerkingskring (62) als functie heeft de hulpkrachtbron (52) met de aandrijflijn (50) in te schakelen en de energie die opgeslagen is in het energieopslagtoestel (56) te gebruiken om het vliegwiel (44) aan het draaien te brengen.
5. 5. Balenpers (10) volgens een of meerdere van de voorgaande conclusies, gekenmerkt doordat het energieopslagtoestel (56) zich in een ontladen of gedeeltelijk ontladen toestand bevindt bij het opstarten van de balenpers (10), en de elektrische verwerkingskring (62) als functie heeft het energieopslagtoestel (56) op te laden vooraleer de aftakas in te schakelen.
6. 6. Balenpers (10) volgens een of meerdere van de voorgaande conclusies, die verder een aftakasindicator (90) bevat die een uitgangssignaal verschaft dat een indicatie geeft van een inschakeling van de aftakas, en gekenmerkt doordat de elektrische verwerkingskring (62) als functie heeft het vliegwiel (44) aan het draaien te brengen afhankelijk van het uitgangssignaal van de aftakasindicator (90).
7. 7. Balenpers (10) volgens conclusie 6, gekenmerkt doordat de hulpkrachtbron (52) een energieopslagtoestel (56) bevat alsook een ladingstoestandssensor (92) die een uitgangssignaal verschaft dat een ladingstoestand van het energieopslagtoestel (56) voorstelt, en gekenmerkt doordat de elektrische verwerkingskring (62) als functie heeft het vliegwiel (44) aan het draaien te brengen afhankelijk van de uitgangssignalen van de aftakasindicator (90) en van d de ladingstoestandssensor (92).
8. 8. Balenpers (10) volgens conclusie 6, gekenmerkt doordat de hulpkrachtbron (52) een energieopslagtoestel (56) bevat en de elektrische verwerkingskring (62) de hulpkrachtbron (52) inschakelt na het ontvangen van het uitgangssignaal om het energieopslagtoestel (56) te laden.
9. 9. Balenpers (10) volgens conclusie 8, gekenmerkt doordat de hulpkrachtbron (52) een hydraulische pomp/motor (54, 58) of een elektrische motor/generator (54, 58) bevat voor het opladen van het energieopslagtoestel (56).
10. 10. Balenpers (10) volgens conclusie 8 of 9, gekenmerkt doordat het energieopslagtoestel (56) bestaat uit: - minstens één hydraulisch buffervat; - minstens één condensator; - minstens één batterij; en/of - een extra vliegwiel.
11. 11. Balenpers (10) volgens een of meerdere conclusies 6 tot 10, gekenmerkt doordat de aftakasindicator (90) bestaat uit: - een door de operator in te drukken schakelaar; - een toerentalsensor voor de aandrijflijn; en/of - een belastingssensor op de aandrijflijn.