BE1022803B1 - Baling chamber sensor. - Google Patents

Abstract

Een eerste (71) en een tweede balensnelheidssensor (72) zijn in segment (41) van de balenkamer (1) van een balenpers voor gebruik in de landbouw. De eerste sensor (71) is gepositioneerd in een bovenste deel, terwijl het tweede sensor (72) in een lager deel van de balenkamer (1) gepositioneerd is. Respectieve uitgangen van de baalsnelheidssensoren zijn werkzaam verbonden zijn met een controller die geschikt is om een synchronisatie tussen het periodieke vormen en voortstuwen van een plak (3) oogstmateriaal en de heen-en-weergaande beweging van de plunjer (5) aan te passen.

Description

Balenkamersensor

Deze uitvinding heeft betrekking op een balenpers voor gebruik in de landbouw (verder kortweg balenpers genoemd). Deze uitvinding heeft bij voorkeur betrekking op een rechthoekigebalenpers, die uitgerust is voor het verzamelen van oogstmateriaal, het omvormen van het verzamelde oogstmateriaal in plakken oogstmateriaal, en het persen van de plakken tot rechthoekige balen.

Balenpersen bevatten gewoonlijk twee hoofdonderdelen die gebruikt worden bij de vorming van de balen, met name een precompressiekamer en een balenkamer. Oogstmateriaal wordt verzameld en in de precompressiekamer gedrukt, waarin een plak oogstmateriaal wordt gevormd. De precompressiekamer is zo met de balenkamer verbonden dat de plak oogstmateriaal periodiek naar de balenkamer overgebracht kan worden. In de balenkamer beweegt een plunjer heen en weer, en drukt daarbij de na elkaar toegevoerde plakken samen tot een rechthoekige baal.

De plunjerbeweging wordt aangedreven d.m.v. een hoofdas die op zijn beurt door een motor wordt aangedreven. Daarbij kan de motor een deel zijn van de balenpers of een deel van bv. de tractor die d.m.v. een aftakas (PTO) met de balenpers is verbonden. In de praktijk wordt deze heen-en-weergaande beweging van de plunjer vaak beschouwd als de dominante beweging in de balenpers, waarbij dominant betekent dat de andere bewegingen uitgevoerd worden ten opzichte van deze plunjerbeweging. De reden is dat de plunjerbeweging de hoogste kracht vergt (d.w.z. hoger dan de andere krachten die nodig zijn voor de werking van de balenpers). Vàn alle bewegingen in de balenpers vertoont de plunjerbeweging de hoogste inertie.

De precompressiekamer is geschikt voor het ontvangen van verzameld oogstmateriaal. Daartoe bevat de precompressiekamer een ingang. De precompressiekamer bevat ook een uitgang die uitmondt in de balenkamer. Tussen de ingang en de uitgang is er een kanaal waarin oogstmateriaal verzameld kan worden tot een plak oogstmateriaal. De precompressiekamer bevat een plakvoortstuwmechanisme om een plak oogstmateriaal die gevormd is in de precompressiekamer door de uitgang van de precompressiekamer tot in de balenkamer te drukken. De plakken oogstmateriaal worden gewoonlijk samengeperst in een eerste segment van de balenkamer. Het eerste segment is gewoonlijk onmiddellijk achter de plunjer gelegen (waarbij de plunjer zich in de teruggetrokken positie bevindt). Daarbij wordt de plak oogstmateriaal in de balenkamer gedrukt, waarna de plunjer het oogstmateriaal tot in de balenkamer kan voortstuwen en daarbij de recentst ingevoerde plak tot in de balenkamer duwt, om deze tot een deel te maken van de rechthoekige baal.

Om de plak tot in de balenkamer te drukken, bevat de precompressiekamer een plakvoortstuwmechanisme. Verschillende types plakvoortstuwmechanismen zijn bekend, o.m. vingers die achter de plak grijpen en de plak door de uitgang drukken, of een stel transportbanden waartussen de plak wordt gevormd, waarbij die transportbanden aangedreven worden om de plak door de uitgang te drukken.

Het plakvoortstuwmechanisme wordt aangedreven d.m.v. een aandrijfmechanisme dat operationeel verbonden is met het plunj eraandri j fmechanisme. Er is een gesynchroniseerde beweging tussen het plakvoortstuwmechanisme en de plunjer nodig om een goede werking van de balenpers te verzekeren. D.w.z. dat alleen wanneer de plunjer teruggetrokken is, een plak in de balenkamer gedrukt kan worden. In de praktijk zijn er verschillende types synchronisatie mogelijk met onder meer een één/één synchronisatie, wat betekent dat telkens de plunjer zich terugtrekt een nieuwe plak in de balenkamer wordt ingevoerd, of een één/twee synchronisatie, d.w.z. dat om de twee terugtrekbewegingen van de plunjer een nieuwe plak wordt ingevoerd, de plunjer beweegt dus voor elke plak twee keer heen en weer. Andere synchronisatietimingen zoals één/drie, één/vier enz. zijn ook mogelijk.

Synchronisatie gebeurt in de praktijk door het mechanisch verbinden van het plunjeraandrijfmechanisme met het aandrijfmechanisme van de plakvoortstuwer. Zulk mechanisch verbindingsorgaan zorgt voor een goede synchronisatie aangezien het plakvoortstuwmechanisme mechanisch wordt aangedreven door de plunjerbeweging, zodat het niet anders kan dan gesynchroniseerd te bewegen.

Een nadeel heeft te maken met de zogenaamde topvulling. De topvulling is een maat voor de gelijkvormigheid van de plak nadat deze het eerste segment van de balenkamer is binnengekomen. Men kan begrijpen dat een ongelijkmatige vulling, bijvoorbeeld waarbij het eerste segment onderaan compacter is dan bovenaan, tot een baal van mindere kwaliteit leidt. Zulke topvulling heeft als gevolg dat een baal een hoge dichtheid heeft onderaan en een lage dichtheid bovenaan, wat leidt tot een onstabiele baal waarvan de vorm waarschijnlijk aanzienlijk zal afwijken van de ideale rechthoekige vorm. Zulke baal zal buigen zoals een banaan en een gekke vorm aannemen. Een negatieve topvulling leidt ook tot een aanzienlijke slijtage van de plunjer en de balenkamer, aangezien krachten ongelijkmatig worden overgebracht. De plunjer zal onderaan een wezenlijk hogere weerstand voelen dan bovenaan. Dit zal een torsiekracht doen ontstaan op de plunjer die het aandrijfmechanisme van de plunjer moet voortbrengen. Wanneer de ideale topvulling verkregen kan worden, kan een baal gevormd worden met bijna ideale buitenafmetingen en vorm, en kan overdreven slijtage op het mechanisme van de balenpers worden vermeden. Volgens de stand van de techniek van de balenpersen wordt de ideale topvulling verkregen door het plakvormingsproces in de precompressiekamer te regelen. Door een plak te verkrijgen waarin het oogstmateriaal gelijkmatig over de plak is verdeeld, waarna de plak in de balenkamer wordt gedrukt, kan een aanvaardbare topvulling worden verkregen.

Een nadeel van de bestaande mechanismen voor het regelen van de topvulling is dat er nog altijd een afwijking van deze topvulling kan optreden afhankelijk van de baalvormingssnelheid en het type oogstmateriaal (hooi, stro, kuilvoeder ...) .

Het is een voorwerp van deze uitvinding om een balenpers te verschaffen waar de topvulling op een nauwkeuriger manier kan worden geregeld.

Daartoe verschaft de uitvinding een balenpers met een balenkamer en een precompressiekamer, waarbij de precompressiekamer aangebracht is om oogstmateriaal te verzamelen en periodiek van het oogstmateriaal een plak te vormen, en deze naar de balenkamer te drukken tot in een eerste segment van de balenkamer, waarbij de balenkamer een plunjer bevat die heen-en-weer kan bewegen in de balenkamer om daarbij plakken oogstmateriaal tot een baal samen te drukken, waarbij een eerste en een tweede balensnelheidssensor aangebracht zijn in een verder gelegen segment van de balenkamer, de eerste bovenaan en de tweede onderaan in de balenakamer, waarbij respectieve uitgangen van de baalsnelheidssensoren werkzaam verbonden zijn met een controller die geschikt is om een synchronisatie tussen het periodieke vormen en voortstuwen en de heen-en-weergaande beweging te wijzigen.

Doordat de eerste sensor en de tweede sensor in één segment (het verder gelegen segment) geplaatst zijn, en de eerste in een lager gebied en de tweede in een hoger gebied is aangebracht, kunnen de sensors een snelheidsverschil detecteren. Zulk snelheidsverschil geeft een indicatie voor een afwijking in baaldensiteit tussen de plaats van de eerste sensor en de plaats van de tweede sensor. Doordat de sensors in de hoogterichting van de balenkamer verspreid zijn, geeft meting een indicatie van een afwijking in de baaldensiteit over de hoogte van de baal. Praktische testen hebben aangetoond dat zulke afwijking in baaldensiteit over de hoogte van de baal heel dikwijls het resultaat is van een niet-optimale topvulling. Daarbij kan, door het meten van deze afwijking, de topvulling bepaald worden door de controller en kunnen aanpassingen worden voorgesteld. De controller is aangebracht om de synchronisatie tussen de heen-en-weergaande beweging van de plunjer en het vormen en drukken van de precompressiekamer te wijzigen, op basis van de respectieve uitgangssignalen van de eerste en een tweede sensor. Daarbij is bovenaan in de balenkamer een mechanisme aangebracht om de topvulling te optimaliseren door de timing van de synchronisatie van de plak in de balenkamer ten opzichte van de plunjerbeweging te wijzigen.

De Controller is bij voorkeur geschikt voor het wijzigen van de timing van de synchronisatie tussen het periodieke vormen en drukken van de precompressiekamer, en de heen-en-weergaande beweging van de plunjer. Aangezien de heen-en-weergaande beweging van de plunjer gewoonlijk beschouwd wordt als de dominante beweging in de balenpers, gebeuren aanpassingen bij voorkeur aan de werking van de precompressiekamer. Door de timing van de synchronisatie te wijzigen, wordt de synchronisatie verfijnd aan de hand van de door de sensor gemeten waarden.

Bij voorkeur is de breedte van het verder gelegen segment kleiner dan 30 cm, bij voorkeur kleiner dan 20 cm, en nog meer bij voorkeur kleiner dan 10 cm. Het resultaat is dat de baalsnelheidssensoren in een relatief klein segment gelegen zijn en er daarbij voor zorgen dat de gemeten baalsnelheden zeer goed vergelijkbaar zijn. Aangezien binnen in de balenkamer compressie en veerkracht constant aan het werk zijn, is het uitvoeren van de metingen in een klein segment voordelig om vergelijkingen te kunnen maken.

De eerste en de tweede baalsnelheidssensor zijn bij voorkeur op een in wezen zelfde afstand van de plunjer in de balenkamer aangebracht. Door het verschaffen van sensors op dezelfde afstand van de plunjer, kan de invloed (met betrekking tot de baaldensiteit) van de plunjer op de baal als identiek beschouwd worden en er daarbij voor zorgen dat de uitgangssignalen van de sensors erg goed vergelijkbaar zijn.

De eerste en tweede baalsnelheidssensoren worden bij voorkeur gekozen uit sterwielsensors, weerstandsensors, ultrasone sensors en optische sensors. Daarbij zijn de eerste en tweede sensor bij voorkeur identiek om de vergelijking te vergemakkelijken. Sterwielsensors en weerstandsensors staan ervoor bekend om een betrouwbare meting van de daalsnelheid te verschaffen en om een indicatie te geven van de densiteit van de baal. Ultrasone en optische sensors staan er bekend voor dat ze een erg nauwkeurige meting verschaffen van de snelheid, zelfs in stoffige omgevingen en zelfs wanneer het gemeten voorwerp onregelmatige oppervlaktekarakteristieken heeft.

De precompressiekamer bevat bij voorkeur een ingang en een uitgang, waarbij de balenpers een toevoersysteem bevat voor het toevoeren van oogstmateriaal aan de ingang, waarbij de uitgang in het eerste segment uitmondt, en bevat de precompressiekamer een voortstuwmechanisme om de plak door de uitgang naar de balenkamer te drukken, waarbij de controller in staat is de timing van het voortstuwmechanisme te regelen. Zulke precompressiekamers zijn bekend bij vakmensen. Zodoende is het gemakkelijk voor een vakkundig persoon om de werking van zo'n bekende precompressiekamer te regelen met de controller en daarbij de timing van het voortstuwmechanisme op basis van de sensorsignalen te wijzigen.

De precompressiekamer bevat bij voorkeur twee transporteurs die een kanaal definiëren tussen de ingang en de uitgang, waarbij de twee transporteurs aangebracht zijn om de plak te vormen en de functie van het drukmechanisme uit te oefenen. Gewoonlijk worden de twee transporteurs aangedreven door hydraulische motoren of elektromotoren. Deze laatste kunnen bestuurd worden door de controller om de timing te wijzigen, meer bepaald die van de voorstuwende beweging van de transporteurs. Op die manier kan de timing van de aankomst van de plak in de balenkamer beïnvloed worden door de timing van de transporteurs te wijzigen.

Bij voorkeur en als alternatief voor de hierboven beschreven uitvoeringsvorm van de transporteurs, heeft het voortstuwmechanisme de vorm van een stel vingers die achter de plak oogstmateriaal aan de ingang van de precompressiekamer grijpen en de plak door de uitgang drukken door de vingers naar de uitgang te bewegen. Zulk voortstuwmechanisme heeft bewezen een efficiënt en ook regelbaar mechanisme te zijn om een in een precompressiekamer gevormde plak oogstmateriaal naar de balenkamer over te brengen.

Het plunjeraandrijfmechanisme is bij voorkeur mechanisch verbonden met een aandrijfmechanisme van de plakvoortstuwer om dit te synchroniseren, waarbij de mechanische verbinding een tussengelegen element bevat dat d.m.v. de controller bestuurbaar is. Volgens de stand van de techniek van de balenpersen wordt er dikwijls een mechanische verbinding verschaft tussen het plunjeraandrijfmechanisme en het aandrijfmechanisme van de plakvoortstuwer. Deze mechanische verbinding zorgt voor een correct gesynchroniseerde beweging tussen de plunjer en het gewasvoortstuwmechanisme. Deze verbinding voorkomt dat het gewasvoortstuwmechanisme een plak oogstmateriaal naar de balenkamer drukt wanneer de balenkamer nog niet klaar is om de plak oogstmateriaal te ontvangen (bijvoorbeeld wanneer de plunjer in zijn uitgeschoven positie staat en daarbij het eerste segment van de balenkamer afsluit). Door in de mechanische verbinding een koppelingselement aan te brengen, kan de timing van de synchronisatie op de passende wijze gewijzigd worden. Daarbij kan de synchronisatie verfijnd worden, d.w.z. dat het moment van aankomst van de plak oogstmateriaal in het eerste segment van de balenkamer een beetje verschoven kan worden. Daarbij wordt de mechanische verbinding in stand gehouden om te zorgen voor een juiste synchronisatie (in de ruime zin van het woord), terwijl de controller het mogelijk maakt de synchronisatie te wijzigen (en daarbij een verfijnde synchronisatie te verkrijgen).

Het tussenliggende element wordt bij voorkeur gevormd door een planetair tandwielstelsel. Een planetair tandwielstelsel is gekenmerkt door de koppeling van drie rotatiebewegingen (via het centrale tandwiel (het zonnewiel), de planeetwielen en het ringwiel). Zodoende kan het planetaire tandwielstelsel in dit geval gebruikt worden om het plunjeraandrijfmechanisme te verbinden met het aandrijfmechanisme van de plakvoortstuwer en de controller. Wanneer de controller stilstaat, is er een constant, voorspelbaar verband tussen het toerental van het plunjeraandrijfmechanisme en het aandrijfmechanisme van de plakvoortstuwer, wat betekent dat de relatieve beweging van de ene ten opzichte van de andere vast is. Daardoor wordt wegens de vaste relatieve beweging, ook de timing van de synchronisatie bepaald. Door de controller, die verbonden is met het planetaire tandwielstelsel, te bedienen, verandert de relatieve positie van het plunjeraandrijfmechanisme en het aandrijfmechanisme van de plakvoortstuwer. Daarbij wordt optimalisatie van de synchronisatie mogelijk gemaakt. Een vakkundig persoon kan, op basis van de principes die uitgelegd worden in deze onthulling, verschillende constructies van planetaire tandwielstelsels testen en/of bepalen, en kan de invloed van de controller op de synchronisatietijd testen en/of bepalen.

Het tussenliggende koppelingselement wordt bij voorkeur gevormd door een tweedelige 'tandwieloverbrenging, waarbij het eerste deel één uiteinde verbindt d.m.v. een rechte tandwielkoppeling, en het tweede deel het andere uiteinde verbindt d.m.v. een schroeftandwielkoppeling.

Volgens de stand van de techniek is het bekend dat zulke tweedelige tandwieloverbrenging de relatieve positie van twee assen verandert en tegelijk de assen in een rotatiebeweging verbindt. Wanneer · de tweedelige tandwieloverbrenging in een vaste positie staat, zijn de twee assen rechtstreeks met elkaar verbonden. Daarbij kunnen de rotatiebeweging en de krachten van de ene as op de andere worden overgebracht. Door de tandwieloverbrenging volgens zijn lengteas te verplaatsen, wordt de relatieve positie van de twee assen veranderd. Dit komt doordat het ene uiteinde (d.m.v. de rechte tandwielkoppeling) in zijn axiale positie blijft ten opzichte van de as die ermee verbonden is aan één uiteinde, terwijl de axiale positie van het tweede deel (verbonden d.m.v. de schroeftandwielkoppeling) gewijzigd wordt ten opzichte van de tweede as die verbonden is met het andere uiteinde. Daarbij kan de synchronisatie gewijzigd worden en kan een gewijzigde timing van de synchronisatie verkregen worden d.m.v. zo'n tweedelige tandwieloverbrenging.

Het tussengelegen koppelingselement is bij voorkeur geschikt om de relatieve positie van het plunjeraandrijfmechanisme en het aandrijfmechanisme van de plakvoortstuwer te wijzigen. Door de relatieve positie van het plunjeraandrijfmechanisme en het aandrijfmechanisme van de plakvoortstuwer te wijzigen, wordt de timing gewijzigd. Bij voorkeur is een actuator met het tussengelegen koppelingselement verbonden om dit laatste te regelen.

Bij voorkeur is minstens één verder gelegen baalsnelheidssensor aangebracht in het verder gelegen segment van de balenkamer, waarvan een uitgang operationeel verbonden is met de controller. Door meerdere baalsnelheidssensoren aan te brengen, verspreid in de hoogterichting van het segment van de balenkamer, kan een gedetailleerdere snelheidsafwijking gemeten worden die zo een gedetailleerder inzicht geeft in de baaldensiteit in de hoogterichting van de baal. Dit inzicht kan gebruikt worden om de topvulling verder te analyseren om een snellere of betere correctie van de synchronisatie te verkrijgen en daarbij te streven naar een optimale topvulling.

De uitvinding zal nu meer in detail beschreven worden aan de hand van de tekeningen die enkele voorkeursuitvoeringsvormen van de uitvinding illustreren. In de tekeningen toont:

Figuur 1 een schematische weergave van een balenkamer en een precompressiekamer;

Figuur 2 enkele mogelijkheden voor de topvulling;

Figuur 3 een alternatieve schematische weergave van een balenkamer en een precompressiekamer;

Figuur 4 een tandwieloverbrenging die geschikt is voor het koppelen van de balenkamerbeweging en de precompressiekamerbeweging; en

Figuur 5 de invloed van de tandwieloverbrenging op de beweging van de precompressiekamerelementen.

In de tekeningen werd eenzelfde referentienummer toegewezen aan eenzelfde of analoog element.

Figuur 1 toont een schematische voorstelling van hoofdelementen binnen een balenpers. Figuur 1 toont een balenkamer 1 en een precompressiekamer 2. De precompressiekamer mondt uit in de balenkamer om een plak oogstmateriaal 3 in een eerste segment 4 van de balenkamer 1 te drukken.

De balenkamer bevat een plunjer 5 die aangebracht is voor het heen en weer bewegen in de balenkamer. De heen-en-weergaande beweging wordt aangegeven door pijl 6. Daartoe wordt de plunjer 5 aangedreven door een plunjeraandrijfmechanisme 13. De verbinding tussen het plunjeraandrijfmechanisme 13 en de plunjer 5 is schematisch weergegeven door een paar armen, er kunnen echter ook andere aandrijfmechanismen gebruikt worden om de plunjer 5 in de heen-en-weergaande beweging 6 te aan te drijven.

De precompressiekamer 2 bevat een plakvoortstuwmechanisme 12. Het plakvoortstuwmechanisme 12 wordt aangedreven door een mechanisme 14 om de plakvoortstuwer aan te drijven. Bij voorkeur is het aandrijfmechanisme 14 van de plakvoortstuwer mechanisch verbonden met het plunjeraandrijfmechanisme 13. Deze mechanische verbinding verzekert een gesynchroniseerde beweging tussen de plunjer 5 èn het plakvoortstuwmechanisme 12.

Het zal duidelijk zijn dat synchronisatie tussen het plakvoortstuwmechanisme 12 van de precompressiekamer en de heen-en-weergaande beweging 6 van de plunjer 5 belangrijk is voor een juiste werking van de balenpers. In de heen-en-weergaande beweging van de plunjer 5 beweegt de plunjer over ten minste een deel van het eerste segment 4 van de balenkamer 1. Om een plak oogstmateriaal 3 in de balenkamer 1 te kunnen drukken bevindt de plunjer 5 zich dan ook bij voorkeur ergens in een teruggetrokken positie van de heen-en-weergaande beweging. Als dit niet het geval zou zijn, zou het eerste segment 4 niet open zijn om een plak oogstmateriaal 3 te ontvangen.

De precompressiekamer bevat bij voorkeur een ingang 10 en een uitgang 11. De uitgang 11 mondt uit in het eerste segment 4 van de balenkamer 1, zodat een plak oogstmateriaal 3 die gevormd werd in de precompressiekamer 2 door de uitgang 11 in de balenkamer 1 kan worden gedrukt. De ingang 10 van de precompressiekamer 2 is bij voorkeur verbonden met (niet-weergegeven) gewasopraapmiddelen die aangebracht zijn voor het oprapen van oogstmateriaal en het verzamelde oogstmateriaal in de precompressiekamer 2 te drukken via ingang 10.

De mechanische verbinding tussen het plunjeraandrijfmechanisme 13 en het aandrijfmechanisme 14 van de plakvoortstuwer is schematisch weergegeven door de elementen 15, 16 en 17 in Figuur 1.

Een belangrijk aspect in de vorming van een mooie rechthoekige baal d.m.v. de balenpers, is de topvulling. Figuur 2 illustreert enkele mogelijkheden met betrekking tot de topvulling. De topvulling wordt gedefinieerd als de verdeling van oogstmateriaal over het gebied van het eerste segment 4 op het ogenblik dat de plunjer in zijn voorwaartse beweging de plak oogstmateriaal raakt. In een ideale situatie, zoals geïllustreerd door plak 31, wordt het oogstmateriaal gelijkmatig verdeeld over het volledige gebied van het eerste segment 4 van de balenkamer 1. Deze ideale situatie kan echter niet altijd verwezenlijkt worden. Bij een lagere baalvormingssnelheid is het mogelijk dat een plak oogstmateriaal 3 die gevormd is in de precompressiekamer 2 een densiteit heeft die te laag is om de plak 3 in vorm te houden. Het effect is dat de plak oogstmateriaal in het eerste segment 4 van de balenkamer 1 inzakt, wat leidt tot een plak zoals weergegeven met referentienummer 32 of 35 in Figuur 2. Het persen van een baal van aldus gevormde plakken resulteert in een ongelijkmatige verdeling van de belasting op de plunjer en in balen met vormen die van de ideale rechthoekige vorm afwijken. In een ander geval zou een verkeerde synchronisatie tussen het plakvoortstuwmechanisme en de plunjer kunnen leiden tot een plak die nog niet volledig in het eerste segment van de balenkamer is gedrukt wanneer de plunjer de plak raakt, of al achteruitgevallen is (door de zwaartekracht) doordat het plakvoortstuwmechanisme zich te vroeg heeft teruggetrokken. In zulke situatie wordt een plak die in Figuur 2 weergegeven is met referentienummer 33, door de plunjer samengedrukt. Het samendrukken van zo'n plak leidt ook nu weer tot de hierboven beschreven problemen. In snelwerkende balenpersen kan zich een ander probleem voordoen doordat het plakvoortstuwmechanisme de plak met zulke kracht in het eerste segment van de balenkamer duwt dat de plak vervormt door tegen de bovenwand van de balenkamer 1 te stoten. Zulke situatie resulteert in een plak zoals weergegeven in Figuur 2 met referentienummer 34. Ook nu weer resulteert zulke plak in overdreven slijtage van de balenperselementen wegens een onevenwichtige belasting en leidt tot slechte balen.

Figuur 1 toont een eerste sensor 71 en een tweede sensor 72 die in een verder gelegen segment 41 van de balenkamer 1 aangebracht zijn. De sensors 71 en 72 zijn in staat de snelheid van de baal die voorwaarts gedrukt wordt in de balenkamer 1 te meten. De eerste sensor 71 is in een bovenste gebied van de balenkamer 1 aangebracht terwijl de tweede sensor 72 in een lager gebied van de balenkamer 1 is aangebracht. Op die manier kunnen de sensors 71 en 72 een snelheidsverschil bepalen tussen het bovenste en onderste gebied. Zulk snelheidsverschil geeft een indicatie van een verschil in baaldensiteit, dat op zijn beurt een indicatie geeft van een afwijkende topvulling.

De baalsnelheidssensoren kunnen op verschillende manieren gevormd worden, bijvoorbeeld als een sterwielsensor. Door een sterwielsensor te gebruiken, is de draaisnelheid van het sterwiel rechtstreeks evenredig met de bewegingssnelheid van de baal. Een sterwiel kan aangebracht worden in een vaste positie ten opzichte van de balenkamer, of kan zo opgehangen worden dat het sterwiel naar de baal gedrukt wordt. Om de vergelijkbaarheid van de sensorresultaten te verbeteren (aangezien de topvulling bepaald wordt op basis van een snelheidsverschil, worden dus de uitgangssignalen van de sensors vergeleken), en worden de eerste sensor 71 en de tweede sensor 72 bij voorkeur op dezelfde manier aangebracht ten opzichte van de balenkamer en ten opzichte van de haalbeweging binnen in de balenkamer. Dit betekent eenzelfde sensor (bijvoorbeeld een sterwiel met een voorafbepaalde diameter) en aangebracht op dezelfde manier (bijvoorbeeld beide aangebracht in een vaste positie ten opzichte van de balenkamer).

Het voordeel van het gebruik van een sterwielsensor die opgehangen ten opzichte van de baal, is dat naast de snelheid van de baal, ook de densiteit van de baal rechtstreeks van de sensor kan worden afgeleid. Het sterwiel zal gemakkelijker in een niet-zo-dichte baal binnendringen dan in een dichtere baal. Zodoende is de positie van een opgehangen aangebracht sterwiel een aanwijzing voor de densiteit van de baal. Deze positie kan gemeten en samen met de informatie over de draaisnelheid als sensoruitgangssignaal naar de controller gezonden worden.

Als alternatief hebben de baalsnelheidssensoren de vorm van een weerstandsensor, een ultrasone sensor, een optische srielheidssensor of een andere bekende sensor voor het meten van de snelheid van een object.

De eerste sensor 71 en tweede sensor 72 zijn operationeel gekoppeld 8 met een controller 9. De controller 9 is in staat een synchronisatie tussen de heen-en-weergaande plunjerbeweging 6 en de plakvoortstuwingsbeweging van de precompressiekamer 2 te wijzigen. In het voorbeeld van Figuur 1 wordt een mechanische verbinding tussen het plunjeraandrijfmechanisme en het aandrijfmechanisme 14 van de plakvoortstuwer tot stand gebracht d.m.v. de respectieve plunjeras 15 en de as 16 van het plakvoortstuwmechanisme die verbonden zijn d.m.v. een tandwieloverbrenging 17. De tandwieloverbrenging 17 heeft als taak de overbrengingsverhouding tussen de plunjeras 15 en de as van het plakvoortstuwmechanisme 16, te wijzigen en zo de synchronisatie tussen de heen-en-weergaande plunjerbeweging 6 en de plakvoortstuwingsbeweging van de precompressiekamer 2 te wijzigen. De controller 9 is aangebracht om de tandwieloverbrenging 17 op basis van de uitgangssignalen van de sensors 71 en 72 regelen, meer bepaald op basis van het verschil tussen de uitgangssignalen van de sensors 71 en 72, waarbij dit verschil een afwijking van de topvulling aangeeft.

Figuur 4 toont een voorbeeld van een tandwieloverbrenging 17 die geschikt is voor het wijzigen van de synchronisatie tussen een eerste en een tweede draaiende as. De tandwieloverbrenging 17 bevat een spiraalvormig ingangstandwiel 15 en een recht uitgangstandwiel 16. In het voorbeeld van Figuur 4 en Figuur 1 is het ingangstandwiel 15 gekoppeld aan de plunjeras 15 en het rechte uitgangstandwiel 16 gekoppeld aan de as 16 van het plakvoortstuwmechanisme. Het ingangstandwiel 15 en uitgangstandwiel 16 zijn verbonden d.m.v. een tussengelegen tandwiel 18 dat twee onderdelen bevat. Een eerste deel bestaat uit een schroeftandwiel 19 dat complementair is met het spiraalvormige ingangstandwiel 15, en het tweede deel bevat een recht tandwiel 20 dat complementair is met het rechte uitgangstandwiel 16. Daarbij brengt het tussenliggende tandwiel, in een vaste positie, de rotatie van de ingaande as die verbonden is met het ingangstandwiel 15 rechtstreeks over in een één-één-verhouding op de uitgaande as die verbonden is met het uitgangstandwiel 16. Het eerste deel 19 en het tweede deel 20 van het tussengelegen tandwiel zijn bij voorkeur uit één stuk zodat één uiteinde van het tussenliggende tandwiel het schroeftandwiel bevat en het tegenoverliggende uiteinde het rechte tandwiel 20 bevat. Het schroeftandwiel en het rechte tandwiel zijn gevormd rond één enkele lengteas van het tussenliggende tandwielelement. Bij voorkeur is de diameter van het schroeftandwiel groter dan de diameter van het rechte tandwiel. Meer bij voorkeur is de diameter van het schroeftandwiel groter dan twee keer de diameter van het rechte tandwiel·. Het tussenliggende tandwielelement is in staat volgens zijn lengteas tussen een eerste en een tweede positie te bewegen. In Figuur 4 is het tussengelegen tandwielelement weergegeven in zijn meest linkse positie en kan naar rechts worden verschoven. Door het tussenliggende tandwielelement volgens zijn lengteas te bewegen, verandert de relatieve positie van het ingangstandwiel 15 en het uitgangstandwiel 16. Daarbij kan de synchronisatie tussen het ingangstandwiel 15 en het uitgangstandwiel 16 respectievelijk gekoppeld aan het plunjeraandrijfmechanisme en het aandrijfmechanisme van de plakvoortstuwer, gewijzigd en verfijnd worden terwijl een algemene synchronisatie wordt behouden (aangezien de assen mechanisch gekoppeld zijn). Zulke fijnregeling wordt bereikt door het tussenliggende tandwielelement 18 volgens zijn lengteas te bewegen. Zulke beweging is aangegeven in Figuur 4 met referentienummer 21.

Als alternatief voor een tandwieloverbrenging zoals getoond in Figuur 4 kan een planetaire (niet weergegeven) tandwieloverbrenging gebruikt worden om de synchronisatie tussen de plunjeras 15 en de ' as 16 van het aandrijfmechanisme van de plakvoortstuwer te wijzigen. Van een planetaire tandwieloverbrenging is bekend dat de drie assen verbindt. Het zonnewiel, het ringwiel en de planetaire wielen vormen het asverbindingselement. Daarbij kunnen de plunjeras 15 en de as van het aandrijfmechanisme van de plakvoortstuwer elk verbonden worden met één van de drie tandwielelementen van de planetaire tandwieloverbrenging. Een controller kan verbonden worden met het derde tandwiel van de planetaire tandwieloverbrenging. De tandwieloverbrenging kan zo geconfigureerd worden dat een stilstaande controller resulteert in een vaste overbrengingsverhouding tussen de ingangsas en de uitgangsas (in dit geval de plunjeras 15 en de as 16 van het aandrijfmechanisme van de plakvoortstuwer), die zo bepaald is dat synchronisatie wordt verwezenlijkt. Een rotatie van de controller, die het derde tandwiel van de planetaire tandwieloverbrenging doet draaien, wijzigt de relatieve positie van de ingaande as en uitgaande as, en wijzigt zodoende de synchronisatie. Een vakman kan, op basis van de hierboven gegeven informatie, een planetaire tandwieloverbrenging op verschillende manieren configureren om het doel van deze uitvinding te dienen.

Door de synchronisatie tussen de heen-en-weergaande beweging 6 van de plunjer en de plakvoortstuwingsbeweging van het plakvoortstuwmechanisme 12 te wijzigen, kan de timing van het inbrengen van een plak 3 ten opzichte van de plunjerbeweging 6 gewijzigd en zodoende geoptimaliseerd worden. Ook kan de snelheid waarmee de plak in het eerste segment van de balenkamer wordt gedrukt, gewijzigd en geoptimaliseerd worden. Door de snelheid en de timing te regelen, kan de topvulling beïnvloed en geoptimaliseerd worden. Daarbij kan een topvulling zoals geïllustreerd in Figuur 2 met referentienummer 31 verkregen worden door de synchronisatie te wijzigen.

Figuur 5 toont twee grafische voorstellingen van de plakvoortstuwingsbeweging. De onderste grafiek toont de beweging die de kop van plakvoortstuwmechanisme maakt in de loop van de tijd, en toont op de horizontale as de horizontale beweging in millimeter en op de verticale as de verticale beweging in millimeter. Te beginnen met punt 28, wordt de kop verplaatst in de richting die aangegeven is door pijl 2 9 en grijpt achter de plak om de plak door de uitgang tot in de balenkamer te drukken. De voortstuwingsbeweging is aangegeven met referentienummer 27. In de rest van de beweging 26, trekt de kop zich terug en beweegt in de teruggetrokken positie terug naar het beginpunt 28 waar de kop in een eropvolgende periode een nieuwe plak kan voortstuwen. Het bovenste deel van Figuur 5 toont de overbrenging van de rotatiebeweging tussen de plunjeras en de as van de plakvoortstuwmechanisme in de loop van de tijd. In Figuur duurt de plakvoortstuwperiode bijvoorbeeld 1,2 seconde, wat betekent dat elke 1,2 seconde een nieuwe plak oogstmateriaal in de balenkamer wordt gedrukt. Door gebruik te maken van een vaste verbinding tussen de plunjeras 15 en de as 16 van het plakvoortstuwmechanisme, wordt een rotatie van de ene as naar de andere as overgebracht op een manier die aangegeven met referentienummer 24 (vlakke kromme). Deze route resulteert in de beweging van de kop van het plakvoortstuwmechanisme langs het pad 26 met constante snelheid (constante snelheid betekent hier dat in elke periode, in elk subsegment van de beweging, de kop het pad volgt met een identieke tijd-/afstandsverhouding). Daarbij kan de snelheid van het segment 27 van de bewegingspad 26 niet gewijzigd worden. Door een tandwieloverbrenging,zoals hierboven beschreven, te gebruiken om de plunjeras met de as van het aandrijfmechanisme van de plakvoortstuwer te verbinden, kan de synchronisatie gewijzigd worden. Een voorbeeld van een gewijzigde synchronisatie is aangegeven met referentienummer 25. In dit voorbeeld is het eerste deel van de periode versneld ten opzichte van het tweede deel van de periode. Daarbij beweegt de kop van het plakvoortstuwmechanisme sneller in het segment 27 van het bewegingspad 26 dan in de rest van het bewegingspad. Als gevolg daarvan wordt de timing van de aankomst van de plak 3 in het eerste segment 4 van de balenkamer 1 gewijzigd.

Bij voorkeur bevat de tandwieloverbrenging 17 een actuator die bestuurbaar is d.m.v. de controller 9. De controller 9 is operationeel verbonden met een eerste en tweede baalsnelheidssensor 71 en 72. De actuator is bij voorkeur gekoppeld met de tandwieloverbrenging op zulke wijze dat de relatieve positie van de plunjeras met betrekking tot de as van het plakvoortstuwmechanisme verstelbaar is. In het voorbeeld van de tandwieloverbrenging van Figuur 4, is de actuator gekoppeld aan het tussenliggende tandwielelement om het tussenliggende tandwielelement volgens zijn lengteas te bewegen. In het voorbeeld van de planetaire tandwieloverbrenging is de actuator gekoppeld aan het derde van de drie tandwielelementen, zodat een rotatie van de actuator de relatieve positie van de plunjeras verandert (verbonden met een eerste van de drie tandwielelementen) en de as van het plakvoortstuwmechanisme (verbonden met een tweede van de drie tandwielelementen). De actuator is bestuurbaar door de controller, die daarbij de relatieve positie van de plunjeras 15 controleert ten opzichte van de as van het plakvoortstuwmechanisme 16.

De controller bevat een elektrische of elektronische kring of 'een programmeerbare elektronische kring of een combinatie van beide, zodat de controller de actuator kan besturen op basis van het ingangssignaal dat ontvangen wordt van de eerste baalsnelheidssensor 71 en de tweede baalsnelheidssensor 72. De controller kan een open regellus bevatten, of een gesloten regellus, of een regellus die "feed forward" commando's geeft, of een combinatie van beide. Bij voorkeur bevat de controller een comparator die geschikt is om het uitgangssignaal van de snelheidssensor 71 van de eerste baal te vergelijken met het uitgangssignaal van de snelheidssensor 72 van de tweede baal om een verschil te bepalen. Dit verschil geeft een indicatie van een verschil van de baaldensiteit in de hoogterichting van de baal, dat op zijn beurt een indicatie geeft van een afwijkende topvulling. Het uitgangssignaal van de comparator wordt bij voorkeur gebruikt door de controller om de actuator te besturen.

Figuur 3 toont een alternatieve configuratie van een balenkamer 1 en een precompressiekamer 2. In het voorbeeld van Figuur 3 zijn meerdere baalsnelheidssensoren aangebracht in het segment 4 van balenkamer 1, waarbij elke sensor op een verschillende hoogte is aangebracht in het segment 4 van de balenkamer 1. De baalsnelheidssensors 7 zijn bij voorkeur in minstens één van de zijwanden van de balenkamer 1 aangebracht. De aanwezigheid van meerdere sensors op verschillende hoogten in het eerste segment 4 van de balenkamer 1 maakt het mogelijk om niet alleen een verschil in baalsnelheid en -densiteit tussen twee punten in de baal af te leiden, maar om een afwi j kingspatroon van baaldensiteit en -snelheid in de hoogterichting van de baal te verkrijgen. Zulk afwijkingspatroon maakt het mogelijk om de afwijking in de topvulling meer in detail te interpreteren. Bijvoorbeeld maakt zulk afwijkingspatroon het mogelijk om een onderscheid te maken tussen de topvulling 32 en de topvulling 35 aangezien een meting met slechts twee sensors (zoals getoond in Figuur 1) een verschil niet duidelijk zou aangeven. Het afwijkingspatroon kan verder gebruikt worden door de controller 9 om de synchronisatie tussen de heen-en-weergaande beweging van de plunjer en het drukken op de plak van de precompressiekamer 2 te wijzigen.

Figuur 3 toont ook een. alternatieve configuratie van de precompressiekamer 2. In het voorbeeld van Figuur 3 is de precompressiekamer gedefinieerd door twee bandtransporteurs 22 en 23 die een kanaal vormen tussen een ingang 10 en een uitgang 11. De uitgang 11 mondt uit in de balenkamer 1. De ingang 10 is verbonden met gewasverzamelmiddelen die aangebracht zijn om oogstmateriaal binnen te brengen in het kanaal dat gedefinieerd wordt door de bandtransporteurs 22 en 23. In zulke configuratie bewegen in het plakvormingsproces, de bandtransporteurs 22, 23 met een eerste (lage) snelheid. Eens de plak gevormd is, versnellen de bandtransporteurs 22, 23 naar een tweede (hoge) snelheid waarbij de gevormde plak door de uitgang 11 in het eerste segment 4 van de balenkamer 1 wordt geworpen. De tweede snelheid is hoger dan de eerste snelheid. De bandtransporteurs 22, 23 worden aangedreven door hydraulische motoren of elektromotoren. Deze motoren kunnen aan elkaar gekoppeld worden (voor synchronisatie) of kunnen onafhankelijk worden aangedreven. Deze motoren kunnen gekoppeld worden aan het plunjeraandrijfmechanisme ten behoeve van de synchronisatie of kunnen onafhankelijk zijn van het plunjeraandrijfmechanisme. De controller 9 is aangebracht voor de regeling van de motoren die de bandtransporteurs 22, 23 aandrijven zodat de topvulling aangepast kan worden.

Het zal duidelijk zijn dat elementen van de balenpers waarvan voorbeelden gegeven zijn in deze beschrijving op een verschillende wijze gecombineerd kunnen worden. Ook alternatieve tandwieloverbrengingen kunnen worden ontwikkeld, naast de hierboven beschreven tandwieloverbrengingen die het wijzigen van de synchronisatie mogelijk maken. Zodoende wordt benadrukt dat de beschreven voorbeelden en de figuren weergegeven ter ondersteuning van de beschrijving niet bedoeld zijn om de uitvinding te beperken. De reikwijdte van de uitvinding zal alleen bepaald worden in de conclusies.

In de bovenstaande beschrijving werden verschillende uitvoeringsvormen beschreven die de wijziging van de topvulling in het eerste segment 4 van de balenkamer mogelijk maken. Door de topvulling te wijzigen, kunnen, weer met verwijzing naar Figuur 2, situaties zoals aangegeven met referentienummer 33 worden vermeden. Bovendien kunnen afwijkingen van de ideaal gevormde 31 plak (afwijkingen zoals aangegeven met referentienummer 32, 34 en 35) tot een minimum worden herleid. Het wijzigen van de synchronisatie tussen de heen-en-weergaande plunjerbeweging 6 en de plakvoortstuwingsbeweging in de precompressiekamer 2 houdt in dat minstens één van de twee elementen (i) de plakvoortstuwsnelheid en (ii) de timing van de plakvoortstuwing regelbaar is en op de passende wijze gewijzigd kan worden.

In deze beschrijving verwijzen de woorden gewasopraapmiddel of gewasopraapmechanisme of toevoersysteem voor het toevoeren van oogstmateriaal naar hetzelfde of ten minste een gelijkaardig onderdeel van de balenpers.

Claims (16)

1. CONCLUSIES

   1. Balenpers voor gebruik in de landbouw bestaande uit een balenkamer (1) en een precompressiekamer (2) , waarbij de precompressiekamer (2) aangebracht is om oogstmateriaal te verzamelen en periodiek van het oogstmateriaal een plak (3) te vormen, en deze naar de balenkamer (1) te drukken tot in een eerste (4) segment van de balenkamer (1), waarbij de balenkamer (1) een plunjer (5) bevat die heen-en-weer kan bewegen (6) in de balenkamer om daarbij plakken oogstmateriaal tot een baal samen te drukken, gekenmerkt doordat een eerste (71) en een tweede (72) baalsnelheidssensor aangebracht zijn in de balenkamer (1) , de eerste (71) bovenaan en de tweede (72) onderaan in de balenkamer (1), waarbij respectieve uitgangen van de baalsnelheidssensors (71, 72) werkzaam verbonden zijn met een controller (9) die geschikt is om een synchronisatie tussen het periodieke vormen en voortstuwen van de plak (3) en de heen-en-weergaande beweging van de plunjer (5) te wij zigen.
2. 2. Balenpers (1) volgens conclusie 1, gekenmerkt doordat de controller (9) bij voorkeur geschikt is voor het wijzigen van de timing van de synchronisatie tussen het periodieke vormen en drukken van de precompressiekamer (2) en de heen-en-weergaande beweging (6) van de plunjer (5).
3. 3. Balenpers volgens conclusie 1 of 2, gekenmerkt doordat de eerste (71) en een tweede (72) baalsnelheidssensor aangebracht zijn in een verder gelegen segment (41), verschillend van het eerste segment.
4. 4. Balenpers volgens conclusie 3, gekenmerkt doordat de breedte van het verder gelegen segment 41 kleiner is dan 30 cm, bij voorkeur kleiner dan 20 cm, en nog meer bij voorkeur kleiner dan 10 cm.
5. 5. Balenpers volgens een of meerdere van de vorige conclusies, gekenmerkt doordat de eerste (71) en de tweede (72) baalsnelheidssensor bij voorkeur op een in wezen dezelfde afstand van de plunjer (5) in de balenkamer (1) zijn aangebracht.
6. 6. Balenpers volgens één of meerdere van de vorige conclusies, gekenmerkt doordat de eerste (71) en tweede baalsnelheidssensor (72) gekozen worden uit sterwielsensors, weerstandsensors, ultrasone sensors en optische sensors.
7. 7. Balenpers volgens één of meerdere van de vorige conclusies, gekenmerkt doordat de precompressiekamer (2) bij voorkeur een ingang (10) en een uitgang (11) bevat, waarbij de balenpers een toevoersysteem bevat voor het toevoeren van oogstmateriaal aan de ingang (10), waarbij de uitgang (11) in het eerste segment (4) uitmondt, en de precompressiekamer (2) een voortstuwmechanisme (12) bevat om de plak (3) door de uitgang (11) naar de balenkamer (1) te drukken, waarbij de controller (9) in staat is de timing van het voortstuwmechanisme (12) te regelen.
8. 8. Balenpers volgens conclusie 7, gekenmerkt doordat de precompressiekamer (2) twee transporteurs (22, 23) bevat die een kanaal definiëren tussen de ingang (10) en de uitgang (11), waarbij de twee transporteurs aangebracht zijn om de plak (3) te vormen en de functie van het voortstuwmechanisme uit te oefenen.
9. 9. Balenpers volgens conclusie 7, , gekenmerkt doordat het voortstuwmechanisme (12) de vorm heeft van een stel vingers die achter de plak (3) oogstmateriaal aan de ingang (10) van de precompressiekamer (2) grijpen en de plak door de uitgang (11) drukken door de vingers naar de uitgang te bewegen.
10. 10. Balenpers volgens één of meerdere van de vorige conclusies, gekenmerkt doordat een plunjeraandrijfmechanisme (13) mechanisch verbonden is met een aandrijfmechanisme (14) van de plakvoortstuwer om deze laatste te synchroniseren, waarbij de mechanische verbinding een tussengelegen koppelingselement (15, 16, 17) bevat dat d.m.v. de controller (9) bestuurbaar is.
11. 11. Balenpers volgens conclusie 10, gekenmerkt doordat het tussenliggende koppelingselement gevormd is als een tweedelige tandwieloverbrenging.
12. 12. Balenpers volgens conclusie 10, met het kenmerk het tussenliggende koppelingselement gevormd is als een tweedelige tandwieloverbrenging, waarbij het eerste deel één uiteinde (16) verbindt d.m.v. een rechte tandwielkoppeling (20), en het tweede deel het andere uiteinde (15) verbindt d.m.v. een schroeftandwielkoppeling (19) .
13. 13. Balenpers volgens een of meerdere van de voorgaande conclusies 10-12, gekenmerkt doordat het tussengelegen koppelingselement geschikt is om de relatieve positie van het plunjeraandrijfmechanisme (13) en het aandrijfmechanisme (14) van de plakvoortstuwer te wijzigen.
14. 14. Balenpers volgens een of meerdere van de voorgaande conclusies 10-13, gekenmerkt doordat een actuator met het tussengelegen koppelingselement verbonden is om dit laatste te regelen.
15. 15. Balenpers volgens één of meerdere van de vorige conclusies, gekenmerkt doordat minstens één verder gelegen baalsnelheidssensor (7) aangebracht is in de balenkamer (1) , waarvan een uitgang operationeel verbonden is met de controller (9).
16. 16. Balenpers volgens conclusie 15, gekenmerkt doordat minstens één verdere baalsnelheidssensor (7) is aangebracht in de balenkamer (1) op in wezen dezelfde afstand van de plunjer (5) als de eerste (71) en de tweede (72) sensor.