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Die
Erfindung betrifft eine Ballenpresse mit einem quaderförmigen Pressraum,
in dem ein Presskolben beweglich aufgenommen wird, und mit einem Zufuhrkanal
mit einer Zufuhreinrichtung zur Verdichtung von Gut in dem Zufuhrkanal
und zum Einbringen des verdichteten Ernteguts in den Pressraum.
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Die
EP-A1-2 223 351 zeigt eine Ballenpresse mit einem durch zwei vertikal
beabstandete Schubstangen in einem Pressraum hin und her bewegbaren
Presskolben, welcher mit den Schubstangen über Scherbeanspruchungssensoren
aufweisende Kolbenbolzen verbunden ist. Darüber hinaus weist die gezeigte
Ballenpresse eine Einrichtung auf, welche einen durch eine entsprechende
Einrichtung erzeugten Pressraumdruck aufgrund der durch die Scherbeanspruchssensoren
ermittelten Werte einstellt.
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Das
der Erfindung zugrunde liegende Problem wird darin gesehen, dass
die durch derartige Ballenpressen gebildeten Ballen häufig keine
optimale Homogenität
aufweisen.
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Dieses
Problem wird erfindungsgemäß durch
die Lehre des Patentanspruchs 1 gelöst, wobei in den weiteren Patentansprüchen Merkmale
aufgeführt
sind, die die Lösung
in vorteilhafter Weise weiterentwickeln.
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Auf
diese Weise wird eine Ballenpresse mit einem quaderförmigen Pressraum,
in dem ein Presskolben beweglich aufgenommen wird, und mit einem Zufuhrkanal
mit einer Zufuhreinrichtung zur Verdichtung von Gut in dem Zufuhrkanal
und zum Einbringen des verdichteten Ernteguts in den Pressraum zur Verfügung gestellt,
welche eine Erzeugung von homogenen Ballen, insbesondere von quaderförmigen Großballen,
ermöglicht.
Dies wird dadurch erreicht, dass eine Sensoreinrichtung vorgesehen
ist, welche wenigstens einen Wert ermitteln kann, der die vertikale
Verteilung des Gutes in dem Pressraum bzw. eine Gutverteilung bezogen
auf die Höhe
des Pressraums repräsentiert.
Eine derartige Ballenpresse kann Ballen herstellen, welche auch
in vertikaler Richtung homogen sind bzw. eine zumindest im Wesentlichen
einheitliche Dichte aufweisen, da die Sensoreinrichtung wenigstens
einen die vertikale Gutverteilung bzw. die Ballendichte repräsentierenden
Wert ermittelt, aufgrund dessen eine entsprechende Einstellung der
Ballenpresse bzw. von Baugruppen der Ballenpresse oder auch eines
Zugfahrzeugs etc. erfolgen kann. Bei einer derartigen Ballenpresse
kann es sich um eine industriell eingesetzte Ballenpresse zur Herstellung
quaderförmiger
Ballen, beispielsweise aus Papier, Textilien, Abfällen oder
jedem anderen geeigneten Material handeln. Vorzugsweise ist die Ballenpresse
aber eine landwirtschaftliche Ballenpresse, insbesondere zur Erzeugung
quaderförmiger Großballen,
welche sowohl an ein Zugfahrzeug anhängbar als auch selbstfahrend
ausgebildet sein kann.
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Weist
die Sensoreinrichtung aber wenigstens zwei Sensoren auf, so kann
jeder dieser Sensoren jeweils einen Wert ermitteln, wobei die Differenz zwischen
den Sensorwerten einen Indikator der Gutverteilung darstellt. Es
ist aber auch denkbar, mehrere Sensoren vorzusehen, wenn beispielsweise
die Gutverteilung detailliert dargestellt werden soll. Die Sensoreinrichtung
kann aber auch nur einen Sensor aufweisen, welcher beispielsweise
eine vertikale Druckverteilung auf den Presskolben ermittelt, wobei ein
Indikator auch durch ein Vorsehen wenigstens eines Sensors ermittelt
werden kann, welcher geeignet ist ein auftretendes Moment, beispielsweise
in dem Presskolben und/oder auch in einem bzw. in mehreren mit diesem
zusammenwirkenden Führungsmittel(n)
oder auch in einem Antrieb des Presskolbens, zu ermitteln. Ein derartiges
durch einen geeigneten Sensor ermitteltes Moment erlaubt Rückschlüsse auf eine
insbesondere vertikale Verteilung des Erntegutes in dem Pressraum.
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Ermitteln
die Sensoren im Wesentlichen punktuelle Werte, so ergibt sich eine
die Gutverteilung repräsentierende
Differenz, wenn die Sensoren zumindest vertikal beabstandet sind.
Darüber
hinaus kann aber auch ein waagrechter Abstand vorgesehen sein, um
auch eine Gutverteilung bezogen auf die Breite der Ballenpresse
zu ermitteln.
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Ist
die Sensoreinrichtung bzw. sind die Sensoren in einem dem Presskolben
zugewandten Bereich des Pressraums angeordnet, so wird die Gutverteilung
in dem Bereich ermittelt, der zuletzt mit Gut beschickt wurde, so
dass der ermittelte Wert den Ist-Zustand zeitnah wiedergibt. Die
Sensoreinrichtung bzw. die Sensoren der Sensoreinrichtung kann/können hierzu
beispielsweise in dem Pressraum bzw. an Wänden desselben vorgesehen sein. Die
Sensoreinrichtungen bzw. der Sensor/die Sensoren kann/können aber
auch an dem Presskolben selbst vorgesehen sein bzw. direkt oder
indirekt mit diesem zusammenwirken. Auch diese Anordnung vermittelt
einen zeitnahen Wert für
den Ist-Zustand der Maschine.
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Der
Sensor bzw. wenigstens einer der Sensoren oder auch zwei oder mehrere
der Sensoren können
als Drucksensoren ausgebildet sein. Dieser Drucksensor bzw. diese
Drucksensoren können
beispielsweise an einer Wand bzw. an zwei oder mehr Wänden des
Pressraums bzw. auch an der Oberseite und/oder Unterseite des Pressraums
vorgesehen sein. In einfacher Weise kann der Drucksensor aber an
dem Presskolben bzw. an einer dem Pressgut zugewandten Seite des
Presskolbens vorgesehen sein, so dass er direkt mit dem durch den
Presskolben verdichteten Gut zusammenwirkt. Der Sensor bzw. wenigstens
einer der Sensoren oder auch zwei oder mehrere der Sensoren können auch
als Längensensoren
ausgebildet sein. Derartige Längensensoren können beispielsweise
in dem Pressraum bzw. an einer Wand des Pressraums vorgesehen sein
und eine Bewegung des Gutes mit Bezug auf den Pressraum bzw. die
Wand/Wände
bestimmen. Hierzu können beispielsweise
bekannte Sternradeinrichtungen verwendet werden. Es ist aber auch
die Verwendung anderer mechanischer oder optischer Sensoren oder auch
jedes anderen geeigneten Sensors möglich.
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Der
Sensor kann direkt bzw. indirekt mit dem Presskolben zusammenwirken,
indem er an dem Presskolben selbst und/oder seinem Antrieb und/oder
einem bzw. mehreren Führungsmittel(n), welche(s)
beispielsweise den Presskolben mit Bezug auf den Pressraum führt, und/oder
an geeigneten Befestigungsmittel(n) vorgesehen ist, diese bildet und/oder
eine(n) Bestandteil derselben darstellt. Ein derartiges Befestigungsmittel
kann den Presskolben beispielsweise mit einem den Presskolben antreibenden
bzw. eine Verbindung mit einem Antrieb herstellenden Gestänge, beispielsweise
in der Art einer Schubstange/eines Lenkers bzw. eine(n) derartige umfassend,
verbinden.
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Ein
derartiger Sensor kann beispielsweise in der Art eines Kraftmessbolzens,
der zwei oder mehr Bauteile miteinander verbindet und die an der
jeweiligen Verbindungsstelle auftretenden Kräfte bzw. Belastungen ermittelt
und/oder eines Momentsensors ausgebildet sein, welcher ein auf ein
entsprechendes Bauteil direkt oder indirekt ausgeübtes Moment
ermittelt. Ist der Sensor beispielsweise an dem Presskolben vorgesehen,
so kann er den Presskolben beispielsweise mit einem Gestänge, einem
Lenker bzw. einer Schubstange verbinden und vorzugsweise die an
dieser Stelle auftretenden (insbesondere Scher-) Belastungen auf
die Verbindung während
eines Verdichtungshubes des Presskolbens ermitteln. Weist hingegen
oder darüber
hinaus ein Führungsmittel
einen Sensor auf, so kann dieser beispielsweise eine (Scher-) Belastung
oder auch ein auf dieses Führungsmittel
wirkendes Moment bestimmen.
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Der
Sensor bzw. die Sensoren kann/können aber
auch in der Art von Dehnungsmessstreifen ausgebildet sein bzw. solche
aufweisen. Ein derartiger Dehnungsmessstreifen kann beispielsweise
an dem Presskolben selbst oder auch an einem den Presskolben mit
einem Antrieb verbindenden Gestänge,
einem Lenker bzw. einer Schubstange oder jedem anderen Bauteil vorgesehen
sein, welches geeignet ist, eine die vertikale Verteilung des Gutes
in dem Pressraum repräsentierende
Belastung zu erfahren.
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Es
ist denkbar, unterschiedliche Typen von Sensoren zu kombinieren.
Vorzugsweise sind aber gleichartige Sensoren vorgesehen, so dass
die Sensoreinrichtung wenigstens eine Belastungs-, Kraft-, Druck-
bzw. Längendifferenz
und/oder auch ein Moment bzw. eine Momentverteilung ermittelt, welche(s) die
Verteilung des Gutes in dem Pressraum direkt oder indirekt repräsentiert.
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Es
kann vorgesehen sein, dass die Zufuhreinrichtung mittels eines Zufuhrmittels,
beispielsweise eines rechenartigen Elements sowohl das Gut vorzugsweise
in einer Vorpresskammer bzw. einen Zufuhrkanal vorverdichtet als
auch in den eigentlichen Pressraum einbringt. Üblicherweise weist eine derartige
Zufuhreinrichtung aber eine Verdichtergabel, welche das Gut vorzugsweise
in dem Zufuhrkanal vorverdichtet, und eine Ladegabel, welche das
vorverdichtete Gut in den eigentlichen Pressraum einbringt, auf.
Eine derartige Ausführung
ermöglicht, insbesondere
bei einer unabhängigen
Steuerung der beiden Gabeln, eine Beeinflussung der Verdichtung des
Gutes in dem Zufuhrkanal in Abhängigkeit
von dem durch die Sensoreinrichtung ermittelten Wert. Dies kann
beispielsweise in der Art geschehen, dass das Gut in dem Zufuhrkanal
in einem Bereich stärker verdichtet
wird als in einem weiteren Bereich, wenn die Sensoreinrichtung in
dem Bereich des Pressraums in den dieser erste Bereich bzw. die
dort angeordnete Ladung durch die Ladegabel eingebracht werden wird,
eine zu geringe Dichte bzw. Gutverteilung ermittelt hat. Zur Ausbildung
einer hierfür
geeigneten Ballenpresse als auch für ein Verfahren zum Betrieb
einer derartigen Ballenpresse wird auf die deutsche Patentanmeldung
mit dem Aktenzeichen 103 43 386.4 und dem Anmeldetag 19.09.2003
der Anmelderin mit dem Titel "Ballenpresse
und Verfahren" verwiesen,
welche hiermit durch Bezugnahme vollständig in die vorliegende Anmeldung
einbezogen wird.
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Es
kann vorgesehen sein, dass der Wert einer Bedienungsperson mittels
einer Anzeigeeinrichtung beispielsweise einem an der Ballenpresse
oder einem Zugfahrzeug vorgesehenen Display angezeigt oder auch
anderweitig aufgezeichnet wird, um eine Einstellung der Ballenpresse
und/oder eine Auswertung im Anschluss an einen Arbeitszyklus o.ä. zu ermöglichen.
Eine direkte Einflussnahme bzw. eine Steuerung der Ballenpresse
in Abhängigkeit
von dem Wert wird aber dadurch möglich,
dass der Wert durch eine vorzugsweise elektrische oder elektronische Steuereinrichtung,
welche an der Ballenpresse oder auch einem mit der Ballenpresse
verbundenen bzw. verbindbaren Zugfahrzeug vorgesehen ist, aufgenommen
bzw. verarbeitet wird.
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Es
kann vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtung Funktionen der
Ballenpresse wie auch des Zugfahrzeugs, beispielsweise dessen Fahrgeschwindigkeit
oder -richtung, steuert bzw. regelt. Insbesondere ist es möglich, dass
die Steuereinrichtung die Zufuhreinrichtung bzw. eine Bewegung der
Ladegabel und/oder der Verdichtergabel in Abhängigkeit von dem Wert steuert
oder regelt. Hierfür
wird wiederum auf die o.g. deutsche Anmeldung mit dem Aktenzeichen
103 43 386.4 Bezug genommen, welche eine geeignete Ballenpresse
und ein entsprechendes Verfahren zum Betrieb einer solchen Ballenpresse zeigt.
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Es
ist denkbar, den Pressraum bzw. eine Ballenpresseinrichtung in/an
dem Pressraum, eine Fahrgeschwindigkeit der Ballenpresse oder eines
entsprechenden Zugfahrzeugs, die Wirkung des Presskolbens oder andere
geeignete Funktionen der Ballenpresse oder des Zugfahrzeugs in Abhängigkeit von
dem Wert zu beeinflussen. Wird allerdings der Volumeninhalt des
Zufuhrkanals bzw. das Volumen des durch die Ladegabel in den Pressraum
einzubringenden vorverdichteten Pressgutes in Abhängigkeit von
dem Wert verändert
bzw. eingestellt, so kann auf diese Weise eine ungleichmäßige Gutverteilung
insbesondere in Bezug auf die Höhe
der Ballenpresse ausgeglichen werden. Es ist denkbar, dass eine
derartige Einstellung des Zufuhrkanals bzw. des Volumens durch eine
Bedienungsperson in Abhängigkeit von
einer Anzeige des Wertes oder einer Wertedifferenz eines Werteverlaufs
vorgenommen wird. Eine automatische und somit schnelle Einstellung
wird möglich,
wenn diese durch die elektrische bzw. elektronische Steuereinrichtung
vorgenommene wird. Insbesondere bei der Verwendung einer derartigen Steuereinrichtung
aber auch bei einer durch eine Bedienungsperson vorgenommen Steuerung
kann eine derartige Einstellung vorgenommen werden, dass sich der
durch die Zufuhreinrichtung bzw. den Sensor/die Sensoren ermittelte
Wert an einen vorgegebenen bzw, vorgebbaren Sollwert annähert. Ein
derartiger Sollwert kann fest eingestellt sein oder auch abhängig von
dem zu pressenden Material, den Umgebungsbedingungen, Anforderungen
etc. vorgewählt
oder auch automatisch bestimmt werden. Die Materialmenge bzw. Dichte
in dem Zufuhrkanal kann durch eine Einstellung oder Beeinflussung
eines Mittels zur Ermittlung der Pressgutdichte in dem Zufuhrkanal
erfolgen. Ein derartiges Mittel kann in bekannter Art und Weise
beispielsweise als eine federbelastete Klappe oder ein Rechen, welche(r)
einen Bereich der Wand des Zufuhrkanals bildet oder in diesen hineinragt,
ausgeführt
sein, dessen Wirkung dadurch beeinflusst werden kann, dass die Wirkung
der Feder oder eines anderen Federmittels oder die Stellung des
Mittels mit Bezug auf den Zufuhrkanal angepasst werden kann oder
auch die von dem Mittel gelieferten Werte durch die Steuereinrichtung
geeignet verarbeitet werden bzw. eine geeignete Ansteuerung der
Zufuhreinrichtung erfolgt.
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Es
kann auch vorgesehen sein, dass der Zufuhrkanal wenigstens eine
bewegliche vorzugsweise verschwenkbare Wand aufweist. Durch ein
Verschwenken bzw. Verstellen der Wand kann das Volumen des Zufuhrkanals
beeinflusst werden, in dem es bereits in einem Einlass- oder in
einem Endbereich vergrößert oder
verkleinert wird. Es ist auch denkbar, die Wand um einen Mittenbereich
verschwenkbar vorzusehen, so dass durch ein Verschwenken ein erster
Bereich vergrößert und
ein zweiter Bereich verkleinert wird, wodurch gezielt auf eine durch
die Senuoreinrichtung ermittelte Wertedifferenz eingegangen werden
kann.
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Das
Volumen des Zufuhrkanals bzw. insbesondere das Volumen der durch
die Ladegabel in den Pressraum einzubringenden Gutmenge bzw. -portion kann
dadurch beeinflusst werden, dass die Eintrittsposition der Ladegabel
in den Zufuhrkanal bezogen auf dessen Längserstreckung veränderbar
ist. So kann vorgesehen sein, dass die Eintrittsposition der Ladegabel
für jeden
Ladehub individuell bestimmt werden kann oder dass eine zyklische
Verstellung der Ladegabel vorgenommen wird, beispielsweise auch
in Abhängigkeit
von einem aus mehreren Werten gebildeten Durchschnittswert. Wird
die Ladegabel beispielsweise an einer Stelle in den Zufuhrkanal eingebracht,
die bezogen auf eine Referenzposition weiter in Richtung des Guteinlasses
liegt, wird mit dem nächsten
Ladehub eine geringere Menge an Pressgut bzw. eine kleinere Pressgutportion
in den Pressraum eingebracht. Umgekehrt stopft die Ladegabel eine
größere Menge
an Pressgut in den Pressraum, wenn sie bezogen auf die Referenzposition
in einer dem Guteinlass abgelegeneren Position in den Zufuhrkanal
eingebracht wird.
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Es
kann stattdessen oder zusätzlich
auch vorgesehen sein, dass die Ladegabel wenigstens in einer Stellung
gehalten werden kann, in der sie den Guteinlass zumindest im Wesentlichen
verschließt und/oder
in der sie einen Gutstrom in Richtung des Guteinlasses des Pressraums
unterbindet. Auf diese Weise kann das Volumen des Zufuhrkanals durch
die Ladegabel bestimmt werden, wodurch die Gutmenge in dem Zufuhrkanal
und/oder die Pressdichte und/oder die Material- bzw. Dichteverteilung
des Gutes in dem Zufuhrkanal bestimmt bzw. gesteuert werden kann.
Die Ladegabel kann hierbei als alleiniger Verschluss des Guteinlasses
vorgesehen sein. Es kann aber auch zusätzlich zu oder unabhängig von der
Ladegabel eine Rückhalteeinrichtung,
beispielsweise in der Art einer bekannten, den Guteinlass selektiv
verschließenden
Rückhaltegabel,
vorgesehen sein.
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Es
kann vorgesehen sein, dass die Ladegabel nur an vorbestimmten Positionen
in diese Stellung gebracht werden kann. Um eine Einstellung des Zufuhrkanals
bzw. des Gutvolumens, der Gutdichte- oder verteilung in dem Zufuhrkanal
zu ermöglichen, kann
die Position bezogen auf die Längserstreckung des
Zufuhrkanals veränderbar
bzw. einstellbar sein. Die Ladegabel kann beispielsweise direkt
an den Guteinlass angrenzend und an einer oder mehreren von dem
Guteinlass weiter oder weniger weit beabstandeten Positionen in
den Zufuhrkanal eingebracht werden.
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Die
Position und/oder der Ladegabel kann durch mechanische Mittel, wie
Gestänge,
Hebel, Kurbeltriebe etc. oder auch durch hydraulische Mittel, wie
Hydraulikmotoren, oder andere geeignete Mittel oder Einrichtungen
bestimmt bzw. eingestellt werden. Um eine möglichst genaue Einstellung
vornehmen zu können,
kann wenigstens ein weiterer Sensor vorgesehen sein, der die Position
bzw. die Stellung der Ladegabel ermittelt und vorzugsweise an die Steuereinrichtung
liefert.
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In
der Zeichnung sind nachfolgend zwei näher beschriebene Ausführungsbeispiele
der Erfindung dargestellt. Es zeigt:
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1 eine
erfindungsgemäße Ballenpresse in
Seitenansicht und schematischer Darstellung,
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2 – 5 vergrößerte Ansichten
eines Zufuhrkanals der Ballenpresse mit einer Ladegabel in unterschiedlichen
Stellungen und
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6 eine
alternativ gestaltete erfindungsgemäße Ballenpresse.
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In 1 ist
eine Ballenpresse 10 in der Art einer Großballenpresse
zum Herstellen quaderförmiger
Ballen gezeigt, die einen Rahmen 12 aufweist, der auf Bodenstützrädern 14 in
Tandemanordnung abgestützt
ist. An den Rahmen 12 ist eine Deichsel 16 angeschlossen,
welche sich von diesem aus nach vorn erstreckt und so ausgebildet
ist, dass sie an ein Zugfahrzeug, wie einen nicht gezeigten Ackerschlepper,
angeschlossen werden kann, der mit einer Zapfwelle ausgerüstet ist,
um Leistung zum Antreiben verschiedener angetriebener Komponenten
der Ballenpresse 10 zu liefern. Ein Pressraum 18 oder
eine Kammer von rechteckförmigem
Querschnitt wird teilweise von einem Gehäuseoberteil 20 und
einem Gehäuseunterteil 22 gebildet,
wobei der Gehäuseunterteil 22 mit
einem Guteinlass 24 versehen ist, an den ein gekrümmter Zufuhrkanal 26 angeschlossen
ist, der als ein Vorpressraum dient, wie dies nachfolgend beschrieben
wird. Eine Aufnahmevorrichtung 28 in der Art einer Pick-up
und mit einer zur Mitte fördernden
Schnecke ist vor dem Zufuhrkanal 26 angeordnet, um ein
Schwad von Erntegut vom Boden aufzuheben und es an eine Verdichtergabel 30 abzugeben, die
dazu dient, Erntegut in dem Zufuhrkanal 26 zu verdichten,
bis sich eine Ladung von vorgewählter Dichte
in dem Zufuhrkanal 26 angesammelt hat und mittels eines
Ladegabelzusammenbaus 36 über den Guteinlass 24 in
den Pressraum 18 hineingestopft wird. An einer vorderen
unteren Stelle des Zufuhrkanals 26 ist eine federbelastete
Klappe bzw. ein Mittel 38 schwenkbar montiert, das in Abhängigkeit
von sich in dem Zufuhrkanal 26 befindlichem Erntegut schwenkt,
und anzeigt, dass eine gewünschte
Pressgutdichte in dem Zufuhrkanal 26 erreicht ist, um die Bestromung
eines elektrischen Steuerkreislaufs (nicht gezeigt) zu bewirken,
der entsprechende Antriebsverbindungen herstellt, die den Ladegabelzusammenbau 36 derart
aktiviert, dass er die Ladung des Ernteguts in den Pressraum 18 bewegen
kann. Auf die Funktion des Ladegabelzusammenbaus 36 wird
im Folgenden noch genauer eingegangen.
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Wenn
die Ladung des Ernteguts in den Pressraum 18 eingebracht
wurde, wird ein Kolbenmechanismus 40, der vor dem Rahmen 12 angeordnet
ist, in einer gesteuerten Reihenfolge nach dem Ladegabelzusammenbau 36 betätigt, um
das Erntegut nach hinten in den Pressraum 18 zu bewegen,
wo es in einem Stapel verdichtet wird, wie dies im Stand der Technik
gut bekannt ist. Nachdem der Stapel von verdichtetem Material eine
vorgewählte
Länge erreicht
hat, wird ein Nadelzusammenbau 42 zum Liefern von Bindegarn,
der mehrere gekrümmte
Nadeln enthält,
betätigt,
um mehrere Garnstränge
einer entsprechenden Anzahl nicht gezeigter Knoter zuzuführen, die
so wirken, dass sie Garnlängen
um die vorgewählte
Länge der
Stapel legen, um einen Ballen 44 zu bilden, der zum Entladen
fertig ist, was dann geschieht, wenn er von einem Ballenteil 46 aus
dem rückwärtigen Endbereich
des Pressraums 18 herausgedrückt wird, wenn er in seiner
Länge zunimmt,
weil neue Ladungen von Erntegut in den Pressraum 18 gestopft
werden.
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Mit
Bezug auf die Einzelheiten des Kolbenmechanismus 40 ist
zu erkennen, dass letzterer einen Presskolben 48 enthält, der
für eine
hin- und hergehende Bewegung in dem Pressraum 18 zwischen einer
zurückgezogenen
Stellung vor dem Guteinlass 24 und einer ausgefahrenen
Stellung über
dem Guteinlass 24 (sh. 1) angeordnet
ist. Diese Bewegung des Presskolbens 48 hat zum Ergebnis,
dass Ladungen von Erntegut, die aus dem Zufuhrkanal 26 in
den Pressraum 18 eingeführt
werden, gegen einen Stapel von Erntegut verdichtet werden, was einen teilweise
gebildeten Ballenteil 46 und/oder den kompletten Ballen 44 einschließt.
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Der
Presskolben 48 ist mit mehreren drehbaren Führungsmitteln 49 versehen,
welche mit entsprechenden in dem Pressraum 18 vorgesehenen Führungen 51,
die hier nur andeutungsweise dargestellt sind, zusammenwirken, um
den Presskolben 48 in dem Pressraum 18 zu führen und
um so eine gleichmäßige und
verschleißarme
Bewegung des Presskolbens 48 zu begünstigen. Vorliegend sind exemplarisch
Führungsmittel 49 andeutungsweise
dargestellt, welche in der Art von Laufrollen ausgebildet sind und
sich quer zu der Bewegungsrichtung des Presskolbens 48 erstrecken.
Es kann aber auch eine geringere oder größere Anzahl an Führungsmitteln 49 vorgesehen
sein, wobei diese auch in der Art von Rollen- oder Kugel oder auch
von Gleitlagern oder anderer geeigneter Mittel ausgebildet sein
können. Die
Führungsmittel 49 können den
Presskolben 48 zusätzlich
oder alternativ auch quer zu seiner Bewegungsrichtung bzw. anderweitig,
beispielsweise diagonal, führen.
Die Führungsmittel 49 können entgegen
der vorliegenden Darstellung auch in einem Mittenbereich des Presskolbens 48 und/oder
in einer oder mehreren vertikal und/oder horizontal beabstandeten
Reihe angeordnet sein.
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Der
Kolbenmechanismus 40 enthält weiterhin einen als aus-
und einfahrbare Betätigungsvorrichtung
ausgebildeten Antrieb 50, der hier als eine doppeltwirkende
Hydraulikzylinder-Kolben-Einheit dargestellt ist, deren Zylinderende
mit einem Bolzen 52 schwenkbar an den Rahmen 12 an
einer Stelle oberhalb der Verdichtergabel 30 verankert
ist. Das kolbenseitige Ende des Antriebs 50 ist an einer
Verbindungsstelle 54, etwa mit einem Bolzen, an einer Stelle
zwischen gegenüberliegenden
Enden eines als Kurbelarm dienenden ersten Lenkers 56 angeschlossen,
dessen vorderer Endbereich an einer Lagerstelle 58 schwenkbar
an den Rahmen 12 angeschlossen ist. Ein rückwärtiger Endbereich
des ersten Lenkers 56 ist in einer Lagerstelle 60,
etwa mit einem Bolzen, an einen vorderen Endbereich eines zweiten
als Pleuelstange funktionierenden Lenkers 62 angeschlossen,
dessen rückwärtiger Endbereich in
einer Lagerstelle 64 mit dem Presskolben 48 verbunden
ist. Es wird hier darauf hingewiesen, dass die verbindenden Bolzen
der Lagerstellen 58 und 64 entlang einer Linie
von Zentren angeordnet sind, die entlang oder ungefähr entlang
einer mittigen Längsachse
des Pressraums 18 liegt. Dies hat zum Ergebnis, dass die
Reaktionskraft des Ernteguts, das auf den Presskolben 48 wirkt,
im Wesentlichen von dem Antrieb 50 genommen wird, wenn
sich der erste und der zweite Lenker 56 und 62 entlang
einer Linie befinden, wie dies der Fall ist, wenn sich der Presskolben 48 in seiner
rückwärtigen Endstellung
befindet. Es wird weiterhin darauf hingewiesen, dass die beiden
Lenker 56 und 62 jeweils als ein Paar in der Querrichtung einen
Abstand zueinander aufweisender Lenker ausgebildet sein könnten. Der
Antrieb 50 würde
dann an der Verbindungsstelle 54 (Bolzen) an einer Stelle
zwischen dem Paar von Lenkern 56 angeschlossen werden,
die den ersten Lenker 56 bilden. Es wird daher erkannt,
dass der Presskolben 48 den Gleiter eines Gleitkurbelmechanismus
bildet, der einen ersten Lenker 56 als Kurbelarm und einen
zweiten Lenker 62 als Pleuelstange enthält. Obwohl sich das von den Lenkern 56 und 62 gebildete
Gestänge
nicht über eine
Totpunktstellung hinausbewegt, könnte
es als ein Kniemechanismus oder Kniegelenk bezeichnet werden. Wenn
auch das bevorzugte Ausführungsbeispiel einen
Antrieb 50 zeigt, der an den ersten Lenker 56 an
einer Stelle zwischen gegenüberliegenden
Enden des ersten Lenkers 56 angeschlossen ist, könnte des
Weiteren der Antrieb an irgendeiner Stelle zwischen der Lagerstelle 58 und
der Lagerstelle 64 angeschlossen werden, zum Beispiel könnte der
Antrieb 50 an dem Bolzen 60 oder an einem Punkt
entlang der Länge
des zweiten Lenkers 62 angeschlossen werden, wobei sich
der Betrieb noch in einer besseren Art als der der bekannten Vorrichtungen
darstellt, bei denen die Betätigungsvorrichtung
direkt an den Presskolben 48 angeschlossen ist.
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Weitere
Einzelheiten dieser Ballenpresse 10 sind in der EP-A2-0
940 072 beschrieben, deren Offenbarung hierin einbezogen wird. Es
wird darauf hingewiesen, dass anstelle des dort beschriebenen speziellen
Antriebs mit einem Hydraulikmotor ein herkömmlicher Kurbeltrieb verwendet
werden könnte.
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Es
wird nun auf 2 Bezug genommen in der der
Zufuhrkanal 26 mit dem Ladegabelzusammenbau 36 in
einer ersten Stellung vergrößert dargestellt
ist. Der Ladegabelzusammenbau 36 weist eine Ladegabel 36a,
einen ersten Hydraulikmotor bzw. einen ersten Motor 66 auf,
welcher die Ladegabel 36a in Längsrichtung bewegen kann und
einen zweiten Hydraulikmotor bzw. einen Motor 68 auf, welcher
mit dem ersten Motor 66 über einen Hebel 70 derart
verbunden ist, dass der Motor 66 durch ein Ein- bzw. Ausfahren
des Motors 68 um einen Schwenkpunkt 72 verschwenkt.
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Es
werden nun auch die übrigen 3 bis 5 herangezogen,
in denen der Ladegabelzusammenbau 36 in unterschiedlichen
Stellungen gezeigt wird.
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In 2 befindet
sich der Ladegabelzusammenbau 36 in seiner Ausgangsstellung.
Der zweite Motor 68 ist ausgefahren, wodurch der erste
Motor 66 durch den Hebel 70 in einer Stellung
gehalten wird, in der er etwa parallel zu dem Gehäuseunterteil 22 ausgerichtet
ist. Die Ladegabel 36a ist ausgefahren und befindet sich
als Verlängerung
des ersten Motors 66 in einer oberen Stellung, welche zumindest
annähernd
parallel zu dem Gehäuseunterteil 22 ist,
und ist somit vor dem Guteinlass 24 angeordnet. Da die
Ladegabel 36a in dieser Stellung den Guteinlass 24 zumindest
im Wesentlichen verschließt,
kann durch die in den 2 – 5 nicht
gezeigte Verdichtergabel 30 in den Zufuhrkanal 26 eingebrachtes Pressgut
in dem Zufuhrkanal 26 verdichtet werden.
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Wird
durch das Mittel 38 zur Ermittlung der Pressdichte in dem
Zufuhrkanal ermittelt, dass die Pressdichte einen bestimmten Wert
erreicht hat, so wird durch eine Steuerung (nicht gezeigt) der Ballenpresse 10 der
Motor 66 derart angesteuert, dass er seine eingefahrene
Stellung einnimmt, wodurch die Ladegabel 36a aus dem Zufuhrkanal 36 herausgezogen
und die Guteinlassöffnung
freigegeben wird (3).
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Daraufhin
wird der erste Motor 66 durch den zweiten Motor 68 in
die in 4 gezeigte Stellung und die Ladegabel gemäß der Darstellung
in 5 in eine stromabwärts des Guteinlasses 24 gelegene Stellung
verschwenkt. Hier wird der Motor 66 ausgefahren, wodurch
die Ladegabel 36 wieder in den Zufuhrkanal 26 eingreift.
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Der
zweite Motor 68 fährt
nun wiederum aus und verschwenkt den ersten Motor 66 und
die Ladegabel 36a entlang einer Kurvenbahn (siehe Pfeil)
entlang dem Zufuhrkanal zurück
in die in 2 dargestellte Ausgangsstellung,
wodurch die Ladegabel 36a das in dem Zufuhrkanal 26 enthaltene
Pressgut in den Pressraum 18 fördert bzw. stopft. Der Guteinlass 24 ist
nun wiederum verschlossen und der nächste Vorverdichtungsvorgang
kann beginnen.
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Es
kann auch vorgesehen sein, dass die Motoren 66, 68 die
Ladegabel 36a anstatt sie bei Erreichen einer vorgegebenen
Pressdichte in die in 5 gezeigte Stellung zu bringen,
bei Erreichen einer vorgegebenen ersten Pressdichte oder auch nach
Ablauf einer vorgegebenen Zeit bzw. einer Anzahl von Zyklen der Verdichtergabel 30 in
eine zwischen der Ausgangstellung (2) und der
in 5 gezeigten Stellung in den Zufuhrkanal 26 zu
bringen bzw. in einer solchen Stellung zu halten. Hierbei handelt
es sich um eine eigenständige
Erfindung, welche auch unabhängig
von den zuvor beschriebenen Merkmalen eingesetzt werden kann. Es
kann hierbei auch vorgesehen sein, dass die Ladegabel 36a entsprechend
in zwei oder mehreren Stellungen in den Zufuhrkanal 26 eingebracht
bzw. gehalten werden kann. Durch die Ladegabel 36a wird
der Zufuhrkanal 26 derart unterteilt, dass das Pressgut
durch die Verdichtergabel zuerst gegenüber der in der erste Stellung
angeordneten Ladegabel und im Anschluss gegenüber der in der weiteren Stellung
angeordneten Ladegabel verdichtet wird. Auf diese Weise kann über die
gesamte Erstreckung des Zufuhrkanals 26 eine gleichmäßige Pressgutdichte
erzielt werden, wodurch das am Ende durch die Zufuhrgabel 36a in den
Pressraum 18 eingebrachte Gut eine verbesserte Homogenität aufweist
und die Ballenpresse 10 einen Ballen mit verbesserter Pressdichte
erzeugt.
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Darüber hinaus
kann vorgesehen sein, dass die Ladegabel 36a, wenn sie
erneut in den Zufuhrkanal 26 eingebracht wird, durch den
zweiten Motor 68 ein Stück
weit entlang des Zufuhrkanals 26 in Richtung des Pressguteinlasses 24 bewegt
wird, um das Pressgut weiter zu verdichten.
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Es
wird darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung auch an
einer Ballenpresse eingesetzt werden kann, welche keinen derartigen
Ladegabelzusammenbau 36 bzw. einen bekannten, beispielsweise
mechanisch antreibbaren Ladegabelzusammenbau oder auch einem hydraulisch
oder anderweitig antreibbaren Ladegabelzusammenbau aufweist.
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Es
wird nun wieder auf 1 Bezug genommen, aus der hervorgeht,
dass die Ballenpresse 10 eine Sensoreinrichtung 74 aufweist.
Die Sensoreinrichtung 74 wiederum weist zwei in vertikaler
Richtung beabstandete Sensoren 76 und 78 auf.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel
sind diese Sensoren 76, 78 als Kraftmessbolzen
ausgebildet, die den Presskolben 48 mit einer Konsole 80 und
diese in der Lagerstelle 64 mit dem Lenker 62 verbinden.
Die Sensoren 76, 78 ermitteln Werte in der Art
von Scherbelastungen bzw. allgemein der Belastungen, welche der
Presskolben 48 insbesondere während eines Verdichtungshubes
auf die als Verbindung zwischen dem Presskolben 48 und
der den Lenker 62 mit dem Presskolben verbindenden Konsole 80 dienenden Kraftmessbolzen
bzw. Sensoren 76, 78 ausübt bzw. an diese überträgt.
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Die
von den Sensoren 76, 78 ermittelten Werte werden
an eine Steuereinrichtung (ECU) der Ballenpresse 10, welche
an der Ballenpresse 10 selbst oder auch an einem nicht
gezeigten Zugfahrzeug vorgesehen sein kann, übermittelt.
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Die
ermittelten Werte stellen Indikatoren für die Gutverteilung bzw. die
Dichte des Ballenteils 46 in dem Pressraum 18 dar.
Liefern beispielsweise beide Sensoren 76, 78 annähernd gleiche
Werte, so ist das Gut in dem Pressraum 18 ebenfalls gleichmäßig verteilt,
da es dem Presskolben 48 eine einheitliche Kraft entgegensetzt
bzw. der Pressteil 46 weist eine zumindest im Wesentlichen
homogene Dichte auf.
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Ermittelt
aber beispielsweise der obere Sensor 76 einen geringeren
Wert als der untere Sensor 78, so ist dem zu entnehmen,
dass sich in einem oberen Bereich des Pressraums 18 eine
geringere Gutmenge befindet und der Ballenteil 46 in diesem
Bereich eine geringere Dichte aufweist als in dem unteren Bereich.
Im umgekehrten Fall, in dem der untere Sensor 78 einen
geringeren Wert liefert als der obere Sensor 76, befindet
sich in dem unteren Bereich des Pressraums 18 eine geringere
Gutmenge bzw. der Ballenteil 46 weist eine geringere Dichte
auf. Die Differenz der ermittelten Werte lässt somit einen Rückschluss
auf die vertikale Gutverteilung in dem Pressraum 18 und
somit auf die Dichte des gerade gebildeten Ballenteils 46 zu.
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Alternativ
oder auch zusätzlich
kann vorgesehen sein, dass die Führungsmittel 49 Sensoren 79 aufweisen
bzw. als solche ausgebildet sind, welche der Sensoreinrichtung 74 zuzuordnen
sind bzw. Bestandteile derselben bilden. Die Sensoren 79 können in
Abhängigkeit
von der Anordnung der Führungsmittel 49 beispielsweise
als Lastmessbolzen oder auch als Momentmesseinrichtungen oder auch
in anderer geeigneter Art und Weise ausgebildet sein.
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Sind
die Sensoren 79 beispielsweise in der Art von Lastmessbolzen
ausgeführt,
so können
die Sensoren 79 ihre Belastung in Bezug auf die Führungen 51 bestimmen
und so wie zuvor dargestellt eine Belastungsdifferenz bzw. ein Moment
ermitteln und somit eine Indikator für die vertikale Verteilung
des Erntegutes in dem Pressraum 18 zur Verfügung stellen.
Ist wenigstens einer der Sensoren 79 geeignet ein Moment
zu ermitteln, so kann bereits mittels eines Sensors ein Moment bestimmt
werden, welche Rückschlüsse auf
die vertikale Verteilung des Erntegutes zulässt. Dies ist insbesondere
bei einer zentralen Anordnung der Führungsmittel 4 günstig und/oder
wenn diese bzw. die Sensoren 79 keinen oder nur einen geringen
vertikalen Abstand aufweisen.
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Es
wird nun auf die 6 Bezug genommen, in der eine
weitere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dargestellt wird. Auch hier sind zwei
in vertikaler Richtung beabstandete Sensoren 76', 78' vorgesehen.
Die Sensoren 76', 78' gemäß diesem zweiten
Ausführungsbeispiel
sind in der Art von Sternrädern
ausgebildet. Derartige Sternräder
sind zur Messung bzw. Ermittlung der Ballenlänge allgemein bekannt, wobei üblicherweise
ein Sternrad an einer Oberseite oder einer Unterseite des Pressraums 18 vorgesehen
ist, um die Bewegung des Ballens in Längsrichtung des Pressraums 18 zu
ermitteln.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung sind zwei als Sternräder
ausgebildete Sensoren 76', 78' vorgesehen,
so dass die Bestimmung einer Differenz der Ballenbewegung bzw. einer Längendifferenz möglich wird.
Diese Differenz stellt wiederum einen Indikator für die vertikale
Gutverteilung des Pressgutes in dem Pressraum 18 bzw. der
Dichte des Ballenteils 46 dar.
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Ermittelt
aber beispielsweise der obere Sensor 76' einen geringeren Wert, d.h. dreht
das obere Sternrad um einen geringeren Betrag, als der untere Sensor 78' bzw. das untere
Sternrad, da sich der Ballenteil 46 in einem oberen Bereich
aufgrund eines Presshubes des Presskolbens 48 bezogen auf
die Längserstreckung
des Pressraums 18 weniger bewegt als ein unterer Bereich,
so ist dem zu entnehmen, dass sich in einem oberen Bereich des Pressraums 18 eine
geringere Gutmenge befindet und der Ballenteil 46 in diesem
Bereich eine geringere Dichte aufweist als in dem unteren Bereich.
Im umgekehrten Fall, dass der untere Sensor 78' einen geringeren Wert
liefert als der obere Sensor 76', befindet sich in dem oberen Bereich
des Pressraums 18 eine geringere Gutmenge bzw. der Ballenteil 46 weist
eine geringere Dichte auf. Die Differenz der ermittelten Werte lässt somit
einen Rückschluss
auf die vertikale Gutverteilung in dem Pressraum 18 und
somit auf die Dichte des gerade gebildeten Ballenteils 46 zu.
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Die
durch die Sensoren 76, 78, 76', 78' und 79 ermittelten
Werte werden an die Steuereinrichtung ECU übermittelt, so dass die Ballenpresse 10 von
der Steuereinrichtung ECU entsprechend gesteuert werden kann. Insbesondere
kann durch die Steuereinrichtung ECU die Vorverdichtung des Pressgutes
in dem Zufuhrkanal 26 derart beeinflusst werden, dass eine
ungleichmäßige Verteilung
des Gutes bzw. eine Dichte des Ballenteils 46 in dem Pressraum 18 durch den
nächsten
durch die Ladegabel 36 in den Pressraum 18 eingebrachte
Portion an Pressgut zumindest im Wesentlichen ausgeglichen werden
kann. Dies kann erreicht werden, indem in einem entsprechenden Bereich
des Zufuhrkanals 26 das Pressgut durch die Verdichtergabel 30 entsprechend
stärker
bzw. weniger stark verdichtet wird als in dem übrigen Zufuhrkanal 26.
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Hierbei
ist es hilfreich die zuvor beschriebene Ansteuerung der Ladegabel 36a vorzusehen, durch
die eine Aufteilung des Zufuhrkanals 26 in Abschnitte und
somit eine abschnittsweise Verdichtung des Pressgutes möglich wird,
aufgrund der das Pressgut in dem Zufuhrkanal 26 unterschiedlich
stark vorverdichtet werden kann.
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Die
Materialverteilung kann darüber
hinaus bzw. abweichend hiervon auch auf andere Art und Weise beeinflusst
werden. Beispielsweise kann der Volumeninhalt des Zufuhrkanals 26 verändert werden,
so dass die Volumenmenge, welche durch die Ladegabel 36a durch
den Guteinlass 24 in den Pressraum 18 eingebracht
wird, in Abhängigkeit
von dem oder den durch die Sensoreinrichtung 74 bzw. durch
die Sensoren 76, 78, 76', 78', 79 ermittelten Wert(e)
verändert
werden kann.
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Hierzu
kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass eine Wand 26a oder
mehrere Wände
oder Wandsegmente des Zufuhrkanals 26 bezogen auf den übrigen Zufuhrkanal 26 bewegbar
vorgesehen sind. Hierzu kann die Wand 26a beispielsweise
in einem ihrer Endbereiche oder in einem Mittenbereich verschwenkbar
mit der Ballenpresse verbunden sein, so dass sie entweder das Volumen
des Zufuhrkanals 26 als Ganzes vergrößern oder verkleinern kann
oder auch einen ersten Abschnitt vergrößert und einen zweiten Abschnitt
verkleinert.
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Weiter
kann das Volumen bzw. die Menge des durch die Ladegabel 36a in
den Pressraum 18 eingebrachten vorverdichteten Gutes dadurch
in Abhängigkeit
von den Werten verändert
werden, dass die Eintrittsposition der Ladegabel 36a zu
Beginn eines Ladehubes an unterschiedlichen Positionen in den Zufuhrkanal
eingebracht werden kann und so beispielsweise nur einen Teil des
in dem Zufuhrkanals 26 vorhandenen Materials oder auch
die gesamte zur Verfügung
stehende Menge durch die Guteinlassöffnung 24 in den Pressraum 18 einbringt.
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Weiter
ist es möglich,
wie dies bereits zuvor beschrieben wurde, dass die Ladegabel 36a eine Stellung
einnehmen kann, in der sie den Guteinlass 24 zumindest
im Wesentlichen verschließt.
Ist die Position dieser Stellung mit Bezug auf die Längserstreckung
bzw. die Gutflussrichtung in dem Zufuhrkanal 26 variabel,
so kann sowohl die Menge und/oder die Verdichtung der in den Pressraum 18 einzubringenden
Gutportion beeinflusst werden.