DE19640061C2 - Ballenpresse mit einer Regeleinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Ballenpresse nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Bei einer aus der EP 0379230 A2 bekannten Ballenprese ist eine Regeleinrichtung für die Preßdichte vorgesehen, welche die Preßkolbenkräfte mißt, mit einer vorgegebenen Führungsgröße vergleicht und über eine Stelleinrichtung (Hydraulikzylinder) eine oder mehrere schwenkbare Preßkanalschienen so einstellt, daß Störgrößen (z. B. Gutsfeuchte, ungleiche Schwaden, Materialart) ausgeregelt und die vorgegebene Preßdichte eingeregelt wird. Um zu vermeiden, daß die Stelleinrichtung bei unterbrochener Gutszufuhr die Preßkanalschienen weiter zustellt, welches bei erneuter Gutszufuhr zur Überlastung der Presse führen würde, wird vorgeschlagen, den Preßkraftsensor für die Preßdichteregelung auch als indirekte Information für die Gutszufuhr zu nutzen und die Preßkolbenkraft über der Zeit zu analysieren. Fällt die Kolbenkraft zwischen zwei Preßkraftspitzen unter einen vorbestimmten Kraftwert, so wird dieses Signal als geringe oder gar keine Gutszufuhr gewertet, so daß die Stelleinrichtung die aktuelle Position der schwenkbaren Preßkanalschienen solange unverändert läßt, bis die gemessene Preßkolbenkraft die voreingestellten Werte übersteigt. Da die Preßkraftspitzendauer gemäß durchgeführten Messungen im Bereich von Millisekunden liegt, ist diese Signalformauswertung nur nach Auflösung der Preßkraftspitzen möglich mit entsprechend hohen Abtastraten, wodurch die Regelung insgesamt empfindlicher auf Störfrequenzen reagiert. Nachteilig sind ferner der relativ hohe Programmier- und Kalibrieraufwand sowie die Messung der Pleuelstangenkräfte, die wegen der Installation der Kraftsensoren an beweglichen Teilen einen relativ hohen Bauaufwand und Funktionsstörungen zur Folge hat.

Aus der DE PS 930 663 ist eine Regeleinrichtung für die Preßdichte bekannt, bei welcher ein sternförmiges Meßrad in Abhängigkeit von der Eindringtiefe in den Preßballen den Preßkanalwiderstand durch Verstellung eines Hydroventiles steuert. Bei großer Eindringtiefe des Meßrades soll der Preßkanalwiderstand erhöht werden, während dieser bei kleiner Eindringtiefe abgesenkt werden soll. Von großem Nachteil ist, daß der gepreßte Ballen bei fehlender Gutzufuhr in die Bindegarnumschnürung expandiert. Dadurch dringt das Meßrad bei fehlender Gutzufuhr tiefer in den Ballen ein und erhöht den Preßkanalwiderstand, was aber unerwünscht ist, weil bei neuer Gutzufuhr Preßdruckspitzen entstehen, die eine Überlastung oder sogar Zerstörung des Preßsystems verursachen können.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, für die Regelung der Preßdichte bei Unterbrechung der Gutszufuhr oder bei relativ sehr kleiner Gutszufuhr eine wesentlich einfachere Meßeinrichtung zu entwickeln, die vorgenannte Nachteile vermeidet und insbesondere auch mit anderen Sensoren als Pleuelkraftsensoren kombinierbar ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit den im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Die direkte Abtastung der Preßstrangbewegung gewährleistet, daß die Regeleinrichtung bei unterbrochener Gutszufuhr oder bei bereits blockiertem Preßstrang eine weitere Erhöhung des Preßkanalwiderstandes sicher ausschließt und verzichtet auf relativ aufwendige Preßkraftanalysen. Eine Funktionskontrolle des Sensors bzw. dessen Funktion in der Regeleinrichtung ist sehr einfach, da dieser unabhängig von anderen Meßeinrichtungen arbeitet und die Preßstrangbewegung bzw. der Preßstrangstillstand direkt sichtbar bzw. einfach simulierbar ist. Bei Austausch des Sensors ist ein elektrischer Abgleich nicht notwendig.

Eine besonders einfache Ausführung der vorgeschlagenen Lösung kann erreicht werden, wenn der Sensor ein mit dem Preßstrang in Berührung stehendes Zackenrad aufweist, welches mit Bewegungsfühlern, z. B. einem 360° Potentiometer, berührungslosen Näherungsschaltern o. ä. zusammenwirkt. Dabei wird auf das vorhandene Zackenrad für die Binderauslösung zurückgegriffen, das um die Sensoren ergänzt wird.

Die Erfassung des Preßstrangvorschubes kann aber auch indirekt über die Messung der während des Preßstrangvorschubes abgezogenen Bindegarnlänge erfolgen.

Um zu gewährleisten, daß bei leerem Preßkanal Fehlsteuerungen des Preßkanalwiderstandes vermieden werden, ist vorzugsweise im Preßkanal ein Sensor angeordnet, welcher erfaßt, ob sich im Preßkanal ein Preßstrang befindet oder nicht.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Nachstehend werden zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben. Hierbei zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt einer Ballenpresse in schematischer Darstellung mit einer Regeleinrichtung und einem Sensor und

Fig. 2 einen Längsschnitt einer Ballenpresse in schematischer Darstellung mit Regel­ einrichtung und einer anderen Ausführungsform eines Sensors.

Die in Fig. 1 dargestellte Ballenpresse besteht im wesentlichen aus einem Zuführkanal 1 mit einer Fördereinrichtung 2, die Halmgutmaterial von unten in einen Preßkanal 3 mit rechteckigem Querschnitt hineinfördert, das in dem Preßkanal 3 durch einen über ein Hauptgetriebe 4 mittels Kurbeltrieb 5 hin- und hergehend angetriebenen Preßkolben 6 zu einem Preßstrang 7 verdichtet wird, der über eine in Fig. 2 dargestellte Bindeeinrichtung 8 in bekannter Weise zu einzelnen Ballen abgebunden wird. Der Preßkanal 3 hat zunächst einen starren Eingangsquerschnitt zwischen zwei Seitenwänden und einer Deckenwand 9 sowie einer Bodenwand 10. Der Preßkanal 3 setzt sich bis zu einem offenen Ausgang hin mit einem Abschnitt 11 fort, in dem er nur noch bodenseitig feststehend begrenzt ist, während die Deckenwand 9 und zwei Seitenwände im Sinne einer konischen Verengung des Preßkanals 3 als schwenkbare Preßkanalschienen 12 ausgebildet und jeweils im Abstand von einem Schwenklager 13 mit einem Hydrozylinder 14 versehen sind. Die schwenkbar angelenkten Preßkanalschienen 12 werden mittels Hydrozylinder 14 über eine Regeleinrichtung 15 so mit Öldruck beaufschlagt, daß eine einstellbare, gleichbleibende Preßdichte des Preßstranges 7 erreicht wird, der bei Gutszufuhr in den Preßkanal 3 bei jedem Hub des Preßkolbens 6 um einen Weg in Preßrichtung 16 weiterbewegt wird. Dazu wird z. B. das Drehmoment am Eingang des Hauptgetriebes 4 mit Hilfe einer Drehmomentmeßnabe gemessen. Die als Führungsgrößen dienenden Meßwerte werden der Regeleinrichtung 15 zugeführt, die die Hydrozylinder 14 und die Preßkanalschienen 12 entsprechend der z. B. über Öldruck in den Hydrozylindern 14 vorgegebenen Preßdichte einstellt. Um zu vermeiden, daß die Regeleinrichtung 15 die Preßkanalschienen 12 bei fehlender Gutszufuhr weiter zustellt, was sie normalerweise aufgrund des dann absinkenden Antriebsmomentes machen würde, ist ein Sensor 17 vorgesehen. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, besteht der Sensor 17 aus einem an sich bekannten Zackenrad 18, das mit dem Preßstrang 7 in Berührung steht und üblicherweise bei Erreichen einer vorwählbaren Ballenlänge die Bindeeinrichtung 8 auslöst. Das Zackenrad 18 trägt ein handelsübliches 360°-Potentiometer 19, das Ausgangssignale an eine Vergleichseinrichtung 20 (Controller) der Regeleinrichtung 15 gibt. Vor einer Verstellung der Hydrozylinder 14 wertet der Controller 20 die Signale des Sensors 17 dahingehend aus, ob z. B. innerhalb eines bestimmten Zeitintervalles (z. B. pro Preßkolbenhub) ein Preßstrangvorschub erfolgte oder fragt den gemessenen Weg ab. Ergeben diese Ausgangssignale des Sensors 17 einen Nein-Wert (Stillstand des Preßstranges 7) so läßt die Regeleinrichtung 15 die Position der Preßkanalschienen 12 unverändert. Alternativ zu einem Zeittakt, in dem die Ausgangssignale des Sensors 17 ausgewertet werden, können auch der Kurbelwinkel, die Kolbenstellung oder aber auch Drehmomentspitzen im Antrieb herangezogen werden. Signalisiert der Sensor 17 einen Preßstrangvorschub, so erhält die Führungsgröße für die Preßdichte wieder Priorität und wird eingeregelt.

Bei dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist schematisch eine Umschnürung eines Ballens 21 dargestellt. Ein Garnstrang 22 führt von einer Garnvorratsrolle 23 über Führungsösen um drei Seiten des Ballens 21 herum und ist dort im Garnhalter einer an sich bekannten, nicht näher beschriebenen Bindeeinrichtung 8 gehalten, bis eine nicht dargestellte Nadel die Umschnürung vervollständigt. Der Garnstrang 22 umschlingt mit einer 360° Windung eine ortsfest aber drehbar gelagerte Rolle, die mit einem Inkremental-Geber 25 versehen ist und als Meßrolle 24 für den Weg (die Länge) des Garnstranges 22 dient. Die Meßrolle 24 ist mit dem "Controller 20" der Regeleinrichtung 15 verbunden und gibt dorthin Ausgangssignale. Bei kontinuierlicher Gutszufuhr verdichtet der Preßkolben 6 das Halmgut gegen den Preßstrang 7 und schiebt den Preßstrang 7 jeweils in Preßrichtung 16 um eine Strecke weiter. Dabei verschiebt sich der Garnstrang 22 auf der Ballenoberfläche und die benötigte Garnlänge wird aus der Garnvorratsrolle 23 herausgezogen. Die Meßrolle 24 wird während des Garnabzuges gedreht, was die Vergleichseinrichtung 20 anhand der Ausgangssignale des Inkremental-Gebers 25 erkennt, wodurch die Regeleinrichtung 15 die Preßdichte entsprechend der vorgegebenen Führungsgröße einregelt. Bei fehlender Gutszufuhr bleibt die Meßrolle 24 stehen, da der Garnabzug mangels Ballenvorschub unterbleibt. Entweder durch Abgriff des zurückgelegten Weges des Ballens 21 oder anhand des Stillstandes der Meßrolle 24 erkennt der "Controller", daß kein Ballenvorschub erfolgte und damit keine weitere konische Verengung des Preßkanales 3 erfolgen darf. Ferner ist ein Sensor 26 vorgesehen, der als Tastschalter ausgebildet und dazu dient, den Preßkanal 3, 12 abzutasten, ob sich ein Preßstrang 7 im Preßkanal 3, 12 befindet. ist kein Preßstrang im Preßkanal 3, 12, so erhält der Sensor 26 Priorität vor dem Bewegungssensor 17, 24 und der Steuer- bzw. Regelvorgang erfolgt entsprechend einer speziellen Führungsgröße bis dieser Anfahrzustand beseitigt ist, d. h. bis sich ein Preßstrang 7 geformt hat. Das Signal des Sensors 26 kann auch aus den Signalen der Sensoren 17 bis 19, 24, 25 gewonnen werden, z. B. gibt das Zackenrad 17 keine Ausgangssignale ab, wenn der Preßkolben 6 hin- und herbewegt wird, aber kein Preßstrang 7 im Preßkanal 3, 12 ist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß in Abhängigkeit von dieser "Preßstrangabtastung" die Druckbeaufschlagung (Führungsgröße) der Preßkanalschienen im Anfahrzustand ohne Preßstrang auf einen mittleren Wert begrenzt werden kann, um beim Pressen von feuchtem Gut eine Überlastung der Ballenpresse zu vermeiden, wie es bei maximal eingestellter Führungsgröße der Fall wäre. Die Signale des Sensors 26 werden dem Fahrer z. B. optisch angezeigt, damit er die Führungsgröße ggfs. an den jeweiligen Zustand, d. h. Anfahrzustand oder normaler Preßbetrieb auch manuell anpassen kann.

Claims (7)

1. Ballenpresse mit einer Regeleinrichtung (15) für die Preßdichte und einem in seinem Preßkanalwiderstand steuerbaren Preßkanal (3, 12), wobei die Regeleinrichtung (15) eine ungewollte zu schnelle Erhöhung des Preßkanalwiderstandes, z. B. bei unterbrochener Gutszufuhr verhindert, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorschubweg des Preßstranges (7) relativ zum Preßkanal (3, 12) oder zu anderen ortsfesten Teilen mittels eines Sensors (17, 18, 19, 24, 25, 26) gemessen wird, welcher derart mit der Regel- oder Steuereinrichtung (15) zusammenwirkt, daß diese bei unterbleibendem Preßstrangvorschub, insbesondere bei fehlender Gutszufuhr, keine Erhöhung des Preßkanalwiderstandes vornimmt.

2. Ballenpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (17) ein mit dem Preßstrang (7) in Berührung stehendes Zackenrad (18) aufweist, welches mit Bewegungsfühlern, z. B. einem 360° Potentiometer (19), Inkremental-Geber, berührungslosen Näherungsschalter o. ä. zusammenwirkt.

3. Ballenpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassung des Preßstrangvorschubes indirekt über die Messung der während des Preßstrangvorschubes abgezogenen Bindegarnlänge mittels Sensor (24) erfolgt.

4. Ballenpresse nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Garnvorratsrolle (23) kommende Garnstrang (22) über eine Meßrolle (24) geführt ist, die z. B. mit einem Drehpotentiometer, Inkremental-Geber (25) oder anderen induktiven oder optischen Drehmeßfühlern zusammenwirkt.

5. Ballenpresse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassung des Preßstrangvorschubes mittels der Sensoren (17 bis 19, 24, 25) durch Messung der Ausgangssignale der Sensoren (17 bis 19, 24, 25) über der Zeit kontinuierlich oder in Zeitintervallen pro Preßkolbenhub oder in kleineren Zeitintervallen erfolgt, und daß der durch Öldruck in den Hydrozylindern (14) eingestellte Preßkanalwiderstand bei unbewegtem Preßstrang (7) entweder unverändert bleibt oder um einen Wert reduziert wird bis erneuter Preßstrangvorschub signalisiert wird.

6. Ballenpresse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sensor (26) im Preßkanal (3, 12) angeordnet ist, welcher erfaßt, ob sich im Preßkanal (3, 12) ein Preßstrang (7) befindet oder nicht.

7. Ballenpresse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (26) einen Geber enthält, der Schall- oder Lichtwellen (Lichtschranke) aussendet oder daß der Sensor als Tastschalter, Bewegungssensor o. ä. ausgebildet ist.