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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Rundballenpresse, insbesondere
deren Antriebsstrang. Eine solche Rundballenpresse umfasst üblicherweise
eine Presskammer, eine Aufnahmevorrichtung zum Aufnehmen von Erntegut
vom Boden und zum Zuführen des Erntegutes zu der Presskammer,
eine in der Presskammer angeordnete Wickelvorrichtung zum Wickeln
und Pressen des Erntegutes zu einem Rundballen und ein Verteilergetriebe
zum Verteilen von Antriebsdrehmoment einer – meist externen – Antriebsmaschine
auf die Aufnahmevorrichtung und die Wickelvorrichtung. Um eine Überlastung
und Beschädigung der Ballenpresse zu vermeiden, zum Beispiel
wenn die Aufnahmevorrichtung harte, nicht pressbare Fremdkörper
aufgenommen hat, die zu einer Blockade der beweglichen Teile der
Rundballenpresse führen können, ist üblicherweise
eine Überlastkupplung zwischen dem Motor und dem Verteilergetriebe
vorgesehen.
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Das
zum Drehen und Pressen des Ballens erforderliche Drehmoment nimmt
im Allgemeinen mit wachsendem Ballendurchmesser zu. Einem unachtsamen
Benutzer kann es daher passieren, dass der Ballen in der Presse
so groß und schwer zu drehen wird, dass die Überlastkupplung
auslöst. Da in einem solchen. Fall der Ballen auch nicht
mehr gedreht werden kann, um ihn mit Hüllmaterial zu umwickeln,
besteht keine andere Möglichkeit, als die Presse zu öffnen,
das gepresste Material auszuwerfen und es erneut vom Boden aufzunehmen
und zu einem Ballen zu formen. Das Aufnehmen des auf einem Haufen liegenden
Materials ist jedoch oft schwieriger als das Aufnehmen von auf einer
großen Fläche verteiltem Material. Um eine Verstopfung
der Aufnahmevorrichtung durch das dicht liegende Material zu vermeiden, muss
diese mit einer im Verhältnis zur Fahrgeschwindigkeit der
Presse extrem hohen Geschwindigkeit laufen. Zwar ist zum Beispiel
aus
DE 10 2005
029 405 A1 bekannt, das Verhältnis zwischen Fahrgeschwindigkeit
der Presse einerseits und Drehgeschwindigkeit der Aufnahmevorrichtung
und der Wickelvorrichtung andererseits mit Hilfe einer Gangschaltung
zu variieren, doch ist die Variationsbreite beschränkt
und ermöglicht nicht das Aufnehmen von eng beieinanderliegendem
vorverdichtetem Material.
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Ähnliche
Probleme können auftreten, wenn das aufzunehmende Material
ungleichmäßig verteilt ist. Wenn die Ballenpresse
mit einer Fahrgeschwindigkeit und Arbeitsgeschwindigkeit, die an
dünn liegendes Material angepasst sind, in dicht liegendes Material
hineinfährt, nimmt die in den Ballen einzuspeisende Materialmenge
plötzlich zu, und es kommt zwischen Aufnahmevorrichtung
und Presskammer zu einem Materialstau, der das Drehen des Ballens erschwert.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist, eine Rundballenpresse zu schaffen,
bei der die Gefahr eines Steckenbleibens des Ballens, sei es aufgrund übermäßiger
Größe oder aufgrund einer plötzlichen Zunahme
des Zuflusses an Pressmaterial, sicher vermieden werden kann.
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Die
Aufgabe wird dadurch gelöst, dass bei einer Rundballenpresse
mit einer Presskammer, einer Aufnahmevorrichtung zum Aufnehmen von
Erntegut vom Boden und Zuführen des Erntegutes zu der Presskammer,
einer in der Presskammer angeordneten Wickelvorrichtung zum Wickeln
und Pressen des Erntegutes zu einem Ballen, und einem Verteilergetriebe
zum Verteilen von Antriebsdrehmoment einer Antriebsmaschine auf
die Aufnahmevorrichtung und die Wickelvorrichtung die Wickelvorrichtung
mit einer Lastmesseinrichtung zum Erfassen des auf die Wickelvorrichtung
entfallenden Antriebsmomentes ausgestattet ist und zwischen dem
Verteilergetriebe und der Aufnahmevorrichtung eine Kupplung angeordnet ist.
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Diese
Kupplung kann eingerichtet sein, sich selbsttätig zu öffnen,
wenn das von der Lastmesseinrichtung erfasste Antriebsmoment einen
Grenzwert überschreitet. Dieser Grenzwert ist zweckmäßigerweise
niedrig genug angesetzt, damit auch, wenn er überschritten
wird, der Ballen noch sicher gedreht werden kann. So wird durch
Auskoppeln der Aufnahmevorrichtung der Zustrom von neuem Erntematerial zum Ballen
unterbrochen, und es kann ein Bindevorgang ausgelöst und
der fertig gebundene Ballen ausgegeben werden. Alternativ besteht
die Möglichkeit, falls die Überschreitung des
Grenzwertes auf eine zeitweilig zu starke Zufuhr von Erntegut zum
Ballen zurückzuführen ist, den Ballen lediglich
zeitweilig ohne weitere Materialzufuhr zu drehen und zu pressen,
so dass ein Stau des Ernteguts abgebaut und anschließend
weiteres Erntegut zugeführt werden kann.
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Einer
zweiten Ausgestaltung zufolge weist die Lastmesseinrichtung eine
Schnittstelle zum Übermitteln eines für ein erfasstes
Antriebsmoment repräsentativen Signals an eine Anzeigevorrichtung
auf, und die Kupplung ist durch einen – ggf. durch ein Warnsignal
der Anzeigevorrichtung auf die Grenzwertüberschreitung
aufmerksam gemachten – Benutzer schaltbar.
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Besagte
Kupplung kann ihrerseits als Überlastkupplung ausgelegt
sein, um im Falle einer Überlastung der Aufnahmevorrichtung,
zum Beispiel durch einen aufgenommenen Stein, eine übergroße Menge
an Erntegut oder dergl., auslösen und so die Aufnahmevorrichtung
schützen zu können.
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Eine
weitere Überlastkupplung ist zweckmäßigerweise
zwischen dem Verteilergetriebe und der Wickelvorrichtung angeordnet.
Insbesondere wenn Aufnahmevorrichtung und Wickelvorrichtung jeweils durch
zwischen ihnen und dem Verteilergetriebe angeordnete Überlastkupplungen
geschützt sind, kann eine entsprechende Überlastkupplung
zwischen dem Antriebsmotor und dem Verteilergetriebe entfallen.
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Zum
Erfassen des auf die Wickelvorrichtung entfallenden Antriebsmoments
kann die Lastmesseinrichtung insbesondere einen Verformungssensor umfassen,
der an einer das Verteilergetriebe mit der Wickelvorrichtung verbindenden
Welle angebracht ist.
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Alternativ
kann auch ein Kraftsensor vorgesehen sein, der zum Messen einer
zu einer das Verteilergetriebe mit der Wickelvorrichtung verbindenden
Welle senkrechten Kraftkomponente zwischen einem Gestell des Verteilergetriebes
und einer Tragstruktur der Rundballenpresse angebracht ist.
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Um
eine Anpassung an unterschiedliche Arten bzw. Qualitäten
des Erntegutes zu ermöglichen, ist die Wickelvorrichtung
vorzugsweise mit veränderbarer Übersetzung an
das Verteilergetriebe gekoppelt.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme
auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:
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1 eine
schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Rundballenpresse
und eines Schleppers, an den die Rundballenpresse angekoppelt ist;
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2 einen
Ausschnitt des inneren Aufbaus der Ballenpresse aus 1;
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3 eine
perspektivische Ansicht des Verteilergetriebes; und
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4–7 jeweils
schematische Darstellungen des Verteilergetriebes und damit zusammenwirkender
Teile gemäß verschiedener Ausgestaltungen der
Erfindung.
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1 zeigt
eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen
Ballenpresse 1, angekoppelt an einen Schlepper 2.
Die Ballenpresse 1 hat in an sich bekannter Weise ein kompaktes
Gehäuse 3, in dessen Innerem auf Walzen 4 umlaufende
Endlosriemen 5 eine Presskammer 6 begrenzen. Eine
in einem unteren vorderen Bereich des Gehäuses 3 angeordnete
Aufnahmevorrichtung 7 dient zum Aufnehmen von Erntegut
vom Boden und zum Zuführen des Erntegutes zur Presskammer 6.
Ein Zentralgetriebe 9 der Ballenpresse 1 ist mit
dem Motor des Schleppers 2 über eine Welle 8 verbunden.
Es überträgt Drehmoment des Motors, zum Beispiel über
(nicht dargestellte) Kegelräder auf eine achsparallele
Welle 10 der Ballenpresse 1, die wiederum ein
an der bezogen auf die Fahrtrichtung linken Seitenflanke des Gehäuses 3 angeordnetes
Verteilergetriebe 11 antreibt. Eine erste Abtriebswelle 12 des
Verteilergetriebes 11 erstreckt sich im Wesentlichen in
Fahrtrichtung und treibt über Kegelräder 13, 14 eine
der von dem Endlosriemen 5 umschlungenen Walzen 4 an.
Eine zweite, achsparallele Abtriebswelle 15 des Verteilergetriebes 11 treibt
die Aufnahmevorrichtung 7 an.
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2 verdeutlicht
Aufbau und Anordnung des Verteilergetriebes 11 in einer
perspektivischen Detailansicht, die den mechanischen Aufbau der
linken Flanke der Ballenpresse 1 bei entfernter äußerer Verkleidung
zeigt. Man erkennt das Zentralgetriebe 9, die Welle 10,
das gekröpfte Gehäuse des Verteilergetriebes 11,
sowie die von einem oberen Bereich des Verteilergetriebes 11 ausgehende
erste Abtriebswelle 12. Diese umfasst eine Überlastkupplung 16 sowie
eine elastische Ausgleichsscheibe 17 zum Ausgleichen von
durch die Belastung im Betrieb bedingten Verlagerungen vom Verteilergetriebe 11 und angetriebener
Walze 4 gegeneinander. Die Walze 4 selbst ist
in 2 hinter einer Gestellplatte 18 verborgen,
und die Kegelräder 13, 14 sind in einem
Gehäuse 19 gekapselt.
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Die
Gestellplatte 18 trägt eine Vorratsrolle 20 für
Hüllmaterial wie etwa ein Netz oder eine Folie, das vorgesehen
ist, der Presskammer 6 zugeführt und um einen
darin enthaltenen Ballen gewickelt zu werden, sobald dieser eine
vorgesehene Größe erreicht hat.
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Das
untere Ende des Verteilergetriebes 11 mit der zweiten Abtriebswelle 15 ist
in 2 von einer Seitengestellplatte 21 der
Aufnahmevorrichtung 7 verdeckt. An dieser Seitengestellplatte 21 und
einer an der rechten Seite der Ballenpresse 1 gegenüberliegenden,
nicht dargestellten Seitenge stellplatte sind mehrere über
die zweite Abtriebswelle 15 angetriebene Rotoren der Aufnahmevorrichtung 7 aufgehängt,
wie etwa ein (nicht dargestellter) rotierender Rechen, dessen Zinken
in unmittelbarem Kontakt mit dem Boden Erntegut zusammenraffen und
aufheben, ein mit einer Vielzahl von Messern 22 bestückter
Rotor, der im Zusammenwirken mit stationären Messern das
Erntegut zerkleinert, sowie ggf. noch weitere Förderrotoren
zum Weiterbefördern des Erntegutes in die Presskammer 6.
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Die
Drehmomentübertragung von der Welle
10 auf die
Abtriebswelle
15 im nicht dargestellten Inneren des Verteilergetriebes
11 kann
in an sich beliebiger bekannter Art und Weise, über Zahnräder,
Ketten oder dergl., erfolgen. Wesentlich für die vorliegende
Erfindung ist eine auf dem Übertragungsweg des Drehmoments
zur Abtriebswelle
15 angeordnete schaltbare Überlastkupplung
23.
Da schaltbare Überlastkupplungen in der Patentliteratur
beschrieben sind, zum Beispiel in
DE-GM80 24535 oder
GB-PS 1466380 , ist eine detaillierte
Beschreibung von Aufbau und Funktion der schaltbaren Überlastkupplung
23 an
dieser Stelle nicht erforderlich.
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Ein
Sensor 25 zum Erfassen des Antriebsdrehmoments an der Presskammer
ist einer ersten Ausgestaltung zufolge durch einen Dehnungsmessstreifen
gebildet, der an der ersten Abtriebswelle 12 angeordnet
ist, um deren Verformung unter Last zu erfassen. Einer zweiten Ausgestaltung
zufolge ist ein solcher Lastsensor 25 an einem Kugelauge 24 (siehe 3)
des Gehäuses des Verteilergetriebes 11 angeordnet, über
das das Verteilergetriebe 11 mit einem festen Rahmen der
Ballenpresse 1 verbunden ist. Wie in 3 zu
erkennen, ist das Kugelauge 24 angeordnet, um einen zu
der Welle 10 bzw. der zweiten Abtriebswelle 15 parallelen
Zapfen (nicht dargestellt) des Rahmens aufzunehmen, und der an dem Kugelauge 24 angeordnete
Sensor 25 ist empfindlich für eine in Richtung
dieses Zapfens bzw. der Wellen 10, 15 wirkende
Kraft. Eine solche Kraft resultiert nicht aus den über
die Wellen 10, 15 einwirkenden Drehmomenten, wohl
aber aus dem von der Welle 12 auf die Presskammer übertragenen
Drehmoment, so dass ein Messsignal dieses Sensors 25 zur
Belastung der Presskammer 6 proportional ist.
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4 veranschaulicht
die Wirkungsweise der Erfindung gemäß einer ersten
Ausgestaltung der Erfindung. Hier ist ein Messsignalausgang des
Lastsensors 25 direkt mit einem Aktor 26 an der
schaltbaren Überlastkupplung 23 verbunden, der
eingerichtet ist, die Überlastkupplung 23 zu öffnen,
sobald die erfasste Last einen vorgegebenen Grenzwert übersteigt.
Auf diese Weise wird die Aufnahmevorrichtung 7 stillgelegt,
sobald das Reaktionsdrehmoment der Presskammer 6 den Grenzwert übersteigt.
Da dieser Grenzwert tiefer gewählt ist als das Grenzmoment, bei
dem die Überlastkupplung 16 der ersten Abtriebswelle 12 öffnet,
kann die Presskammer 6 weiterhin angetrieben werden, um
den darin enthaltenen Ballen zu binden und ihn anschließend
auszugeben. Falls die Schwergängigkeit der Presskammer 6 lediglich
von einem momentan zu starken Zufluss von Erntegut aus der Aufnahmevorrichtung 7 zur
Presskammer 6 herrührt, so führt die
zeitweilige Abschaltung der Aufnahmevorrichtung 7 dazu,
dass sich zwischen Aufnahmevorrichtung 7 und Presskammer 6 stauendes
Erntegut allmählich in den Ballen aufgenommen wird und
der Stau abgebaut wird. Sobald dies geschehen ist und das vom Lastsensor 25 erfasste
Drehmoment den Grenzwert wieder unterschreitet, schließt
der Aktor 26 die Kupplung 23 wieder, so dass die
Aufnahmevorrichtung 7 ihren Betrieb wieder aufnimmt.
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Die
Drehmomentübertragung zwischen den Wellen 10, 12, 15 und
der schaltbaren Überlastkupplung 23 findet in
dem Verteilergetriebe 11 der 4 über
Kegelräder statt, wobei sich versteht, dass andere Mittel
zur Drehmomentübertragung in gleicher Weise in Betracht
kommen.
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Der
in 5 gezeigten Abwandlung zufolge ist der Lastsensor 25 mit
einer Schnittstelle zum Übertragen eines Lastmesswertes
an einen Anzeigeschirm 27 in einer Fahrerkabine des Schleppers 2 ausgestattet.
An dem Anzeigeschirm 27 kann ein (nicht dargestellter)
Lautsprecher oder dergleichen zum Erzeugen eines Warnsignals bei Überschreitung des
Grenzwertes angeschlossen sein. Der Anzeigeschirm 27 dient
ferner zum Anzeigen diverser anderer in der Ballenpresse 1 erfasste
Betriebsgrößen, wie zum Beispiel der mit Hilfe
von in 1 mit 28 bezeichneten Sensoren erfassten
Spannung der Endlos riemen 5, des Ballengewichts etc. Ein
Schalter 29 zum Schalten der Kupplung 16 ist ebenfalls
in der Fahrerkabine des Schleppers 2 angebracht. Der Fahrer
des Schleppers 2 kann, ggf. durch ein Warnsignal auf eine Überlastung
des Antriebes der Presskammer 6 aufmerksam gemacht, entscheiden,
ob er die Kupplung 23 öffnet oder nicht. Die Kupplung 23 geschlossen
zu halten kann beispielsweise sinnvoll sein, wenn der Fahrer weiß oder
aus den Messsignalen der Sensoren 28 erkennen kann, dass
das Fassungsvermögen der Presskammer 6 noch nicht
erreicht ist und das hohe Antriebsmoment auf eine vorübergehend
starke Zufuhr von Erntegut zurückgeht. Anderenfalls wird
er die Kupplung 23 öffnen, einen Bindevorgang
auslösen und anschließend den fertigen Ballen
aus der Presse ausgeben.
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6 zeigt
noch eine weiterentwickelte Ausgestaltung der Erfindung anhand eines
zu den 4 und 5 analogen Schemas. Diese Ausgestaltung unterscheidet
sich von denen der 4 und 5 durch
eine Gangschaltung 30, die zwischen das Verteilergetriebe 11 und
die erste Abtriebswelle 12 eingefügt ist. Wenn
in der Gangschaltung 30 ein einer hohen Wickelgeschwindigkeit
der Presskammer 6 entsprechender Gang geschaltet ist und
der an einer Zwischenwelle 31 zwischen dem Verteilergetriebe 11 und
der Gangschaltung 30 angeordnete Lastsensor 25 die Überschreitung
eines Grenzdrehmoments erfasst, so kann darauf zunächst
durch Umschalten in einen niedrigeren Gang der Gangschaltung 30 reagiert
werden. Das Grenzdrehmoment, bei dem der Lastsensor 25 den
Aktor 26 ansteuert, um die Kupplung 23 zu öffnen
oder bei dem ein Warnsignal an den Fahrer ausgegeben wird, um diesen
zum Öffnen der Kupplung 23 aufzufordern, kann
daher höher als bei den zuvor betrachteten Ausgestaltungen
gewählt werden. Während bei den zuvor betrachteten
Ausgestaltungen zwischen dem Grenzdrehmoment des Lastsensors 25 und
dem Drehmoment, bei dem die Überlastkupplung 16 der
Abtriebswelle 12 öffnet, eine Sicherheitsmarge
vorhanden sein muss, um sicherzustellen, dass nach Öffnen
der schaltbaren Überlastkupplung 23 der Ballen
noch eingehüllt werden kann, kann bei der Ausgestaltung
der 6 das zum Einhüllen benötigte
Drehmoment durch Herunterschalten der Gangschaltung 30 bereitgestellt
werden.
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Dies
macht es im Extremfall sogar möglich, anstelle eines quantitativen
Lastsensors 25 einen Sensor einzusetzen, der lediglich
auf abrupte Drehmomentschwankungen reagiert: Indem ein solcher Sensor
das Wirksamwerden der Überlastkupplung 16 der
Abtriebswelle 12 registriert, zeigt er die Überschreitung
des Grenzdrehmoments an. Indem in einem solchen Fall die Gangschaltung 30 heruntergeschaltet
wird, kann der Ballen immer noch sicher umhüllt und ausgegeben
werden.
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Die
Gangschaltung 30, die ggf. auch mehr als zwei Gänge
aufweisen kann, ermöglicht darüber hinaus eine
Anpassung an unterschiedliche Qualitäten des Ernteguts.
Während z. B. beim Sammeln und Pressen von trockenem Heu
die Riemen 5 relativ leicht lau fen, so dass die Ballenpresse
mit einer geringen Gesamtantriebsleistung auskommt, von der durch
Betrieb der Riemen 5 in einem kurzen Gang der Gangschaltung 30 ein
relativ großer Anteil auf die Aufnahmevorrichtung entfallen
kann, wird zum Sammeln und Pressen von feuchtem Material aufgrund erhöhter
Reibung an den Riemen 5 eine höhere Antriebsleistung
benötigt, so dass hier die Gangschaltung 30 zweckmäßigerweise
in dem längeren Gang, also mit hoher Geschwindigkeit der
Riemen 5 im Verhältnis zur Drehzahl der Aufnahmevorrichtung 7,
betrieben wird.
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7 zeigt
eine weitere Ausgestaltung des Verteilergetriebes 11, bei
der Teile, die denen der 4–6 funktionsmäßig
entsprechen, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sind. Anstelle
von Kegelrädern wird hier ein Stirnradgetriebe zur Drehmomentübertragung
eingesetzt. Lastsensor 25 und Aktor 26 können
wie in 4 direkt oder wie in 5 durch
Intervention des Fahrers gekoppelt sein; auch die Gangschaltung 30 der 6 kann
hier verwendet werden. Das Stirnradgetriebe ermöglicht
einen besseren Wirkungsgrad als das Kegelradgetriebe der 4–6;
allerdings unterliegt es engeren Randbedingungen hinsichtlich der äußeren
Gestalt und des Platzbedarfs des Verteilergetriebes 11.
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- 1
- Ballenpresse
- 2
- Schlepper
- 3
- Gehäuse
- 4
- Walzen
- 5
- Endlosriemen
- 6
- Presskammer
- 7
- Aufnahmevorrichtung
- 8
- Welle
- 9
- Zentralgetriebe
- 10
- Welle
- 11
- Verteilergetriebe
- 12
- Abtriebswelle
- 13
- Kegelrad
- 14
- Kegelrad
- 15
- Abtriebswelle
- 16
- Überlastkupplung
- 17
- Ausgleichsscheibe
- 18
- Gestellplatte
- 19
- Gehäuse
- 20
- Vorratsrolle
- 21
- Seitengestellplatte
- 22
- Messer
- 23
- Schaltbare Überlastkupplung
- 24
- Kugelauge
- 25
- Sensor
- 26
- Aktor
- 27
- Anzeigeschirm.
- 28
- Sensor
- 29
- Schalter
- 30
- Gangschaltung
- 31
- Zwischenwelle
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102005029405
A1 [0002]
- - DE 8024535 U [0022]
- - GB 1466380 [0022]