DE2701125A1

DE2701125A1 - Maschine zum formen runder erntegutballen hoher dichte

Info

Publication number: DE2701125A1
Application number: DE19772701125
Authority: DE
Inventors: Melvin Victor Gaeddert; Bobby Dwayne Mcwhirt
Original assignee: Hesston Corp
Current assignee: Hesston Corp
Priority date: 1976-02-25
Filing date: 1977-01-13
Publication date: 1977-09-01
Also published as: JPS52107930A; FR2342023A1; AU2034776A; GB1564330A; US4016712A

Description

PATENTANWALT DIPL-ING.

HELMUT GÖRTZ

6 Frankfurt am Main 70 Schneckenhofstr. 27 - TaL 617079

11. Januar 1977 Gzk/Ra.

Hesston Corporation, Hesston, Kansas 67062 / USA

Maschine zum Formen runder Erntegutballen hoher Dichte

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Herstellung von großen zylindrischen Ballen von Erntegut, die von der Industrie und der angesprochenen Öffentlichkeit üblicherweise als große •Tlundballen" bezeichnet werden. Daher wird dieser Begriff auch im folgenden gebraucht.

Bei der Herstellung von großen Rundballen, die eine verhältnismäßig hohe Dichte haben sollen und gegen Witterungseinflüsse außerordentlich unempfindlich sein sollen, spielen zahlreiche kritische Faktoren eine wichtige Rolle; dazu gehört nicht zuletzt die Art, wie die Verdichtungskräfte auf den Ballen einwirken, wenn er das der Formkammer kontinuierlich zugeführte Material aufrollt oder aufwickelt. Dies gilt unabhängig davon, ob die verwendete Maschine von der "Bodenroll"-Bauart ist, bei der der Ballen dadurch geformt wird, daß er nach Art eines Schneeballs am Boden entlanggerollt wird, oder von der "bodenfern" arbeitenden Bauart, bei der der Ballen in eine Kammer aufgenommen und dort über dem Boden geformt wird. Wenn die Verdichtungskräfte nicht richtig auf den Ballen ausgeübt werden, wenn er im Durchmesser zunimmt, dann kann es in beiden Fällen dazu kommen, daß man einen verformten oder mißgestalteten Ballen erhält, der beispielsweise langgestreckt oder eiför-

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mig im Querschnitt ist statt genau kreisförmig. Diese Unregelmäßigkeiten beeinträchtigen erheblich die Leichtigkeit, mit der der Formvorgang weitergeführt werden soll, sowie das Binden oder die sonstige Handhabung des Ballens, weil dieser nicht glatt rollen kann. Außerdem sind die Witterungsschutzeigenschaften erheblich herabgesetzt, was die Schwierigkeit einer starken Verunreinigung mit sich bringt.

Es ist daher eine wesentliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Maschine zum Formen runder Erntegutballen zu schaffen, bei der gleichmäßige Kompressionskräfte um den Ballen herum bei der Ballenformung gleichförmig aufgebracht werden, so daß man einen fertigen Ballen hoher Dichte und weitestgehend genauer Kreisquerschnittsform erhält, der besonders gute Eigenschaften hinsichtlich der Qualität und der einfachen Handhabung hat, die sich daraus ergeben.

Ein weiteres wichtiges Ziel der Erfindung liegt darin, eine Zugkraft auf gegenüberliegende Kompressionsbauteile in der Formkammer über einen Zugmechanismus auszuüben, der diesen beiden Bauteilen gemeinsam zugeordnet ist, um dadurch sicherzustellen, daß Schwankungen der Zugkräfte, wie sie bei einem der Bauteile infolge des Wachstums des Ballens auftreten können, gleichzeitig und in gleichem Maße auf das andere Bauteil wirken. Weil die Verdichtungskräfte der beiden gegenüberliegenden Bauteile zueinander gleich bleiben während des gesamten Formvorganges, hat der Ballen kaum eine Möglichkeit, eine längliche Querschnittsform anzunehmen und bleibt daher fast völlig kreisförmig.

Ein weiteres wesentliches Ziel der Erfindung ist es, die genannten Vorteile zu erreichen, ohne die Ballenformmaschine oder den

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Vorgang des Formens, Bindens und Entladens des Ballens erheblich komplizierter zu gestalten.

Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Teilseitenansicht einer Ballenformmaschine der am Boden rollenden Bauart gemäß der Erfindung, wobei das linke Bodenrad der deutlicheren Darstellung halber weggelassen ist,

Fig. 2 einen vertikalen Teilschnitt durch die Ballenformmaschine zur Darstellung von Einzelheiten des Aufbaus,

Fig. 3 einen Schnitt ähnlich der Fig. 2, wobei die Bauteile in der Stellung dargestellt sind, die sie einnehmen, wenn der Ballen seine volle Größe erreicht hat, und

Fig. 4 einen Teilschnitt längs der Linie 4-4 in Fig. 2, wobei dargestellt ist, wie Stangen des vorderen Formgitters zwischen Riemen der hinteren Antriebsbahn angeordnet sind.

Nur zum Zwecke der Erläuterung werden die Grundgedanken der vorliegenden Erfindung an einer Ballenformmaschine der am Boden abrollenden Bauart erläutert, die den Ballen dadurch formt, daß das Erntegut nach der Art eines Schneeballs oder einer Schneewalze aufgewickelt wird. Aus der nachfolgenden Erläuterung erkennt man jedoch, daß die erfindungsgemäßen Maßnahmen auch bei

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"bodenfern" arbeitenden Ballenformmaschinen ebenso vorteilhaft angewendet werden können.

Die Ballenformmaschine ist im wesentlichen ein hohler Kasten 10, dessen Wände teilweise durch ein Paar von seitlich im Abstand zueinander angeordneten, sich von vorn nach hinten erstreckenden Seitenwänden 12 und 14 gebildet werden. Die Seitenwände 12 und 14 werden in ihrem festen Abstand zueinander durch mehrere Querstücke gehalten, beispielsweise Rohre 16 und 18 von kleinem Durchmesser im oberen Bereich des Kastens 10 und ein einzelnes Rohr 20 von großem Durchmesser in der vorderen unteren Ecke des Kastens 10. Eine starre Deichsel 22 erstreckt sich nach vorn von dem Rohr 20, um den Kasten 10 an einem (nicht gezeigten) Zugfahrzeug anzukuppeln; die Deichsel 22 trägt eine sich von vorn nach hinten erstreckende Antriebswelle 24, die mit der Zapfwelle des Zugfahrzeugs verbunden werden kann, um die Antriebsleistung auf die angetriebenen Bauteile des Kastens 10 zu übertragen, die noch beschrieben werden.

Für die Bewegung über den Boden wird der Kasten 10 durch zwei Bodenräder 26 getragen, von denen nur eines dargestellt ist. Die Räder 26 sind auf entgegengesetzten Seiten des Kastens 10 außerhalb der jeweiligen Seitenwände 12 und 14 angeordnet; jedes Rad 26 ist drehbar auf einer eigenen kurzen Achse 28 gelagert, die seitlich nach außen jeweils von einem langen, sich von vorn nach hinten erstreckenden Träger 30 vorspringen (wobei nur einer dieser Träger dargestellt ist). Die vorderen Enden 32 der Träger 30 sind durch eine geeignete Einrichtung drehbar mit den entgegengesetzten Enden des Rohres 20 mit großem Durchmesser verbunden und können eine Schwenkbewegung um die Längsachse 34 des Rohres 20 ausführen; jeder Träger 30

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ist etwa in seiner Mitte mit einer hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit 36 versehen, die ihn mit der entsprechenden Seitenwand 12 oder 14 verbindet, um den Kasten 10 relativ zu den Trägern 30 anzuheben oder abzusenken. Auf diese Weise kann der von vorn bis hinten vollständig offene Boden 38 des Kastens 10 näher oder weiter über dem Boden angeordnet werden, wie es notwendig oder erwünscht sein kann, indem einfach die Einheiten 36 betätigt werden.

Im Inneren des Kastens 10 und über dem Boden 38 liegt eine Formkammer 40, die an ihren gegenüberliegenden Seiten durch die Seitenwände 12, 14, an der Vorderseite durch ein bogenförmiges Haltegitter 42 und an der Rückseite durch ein nach oben und vorn geneigtes Trumm 44 einer endlosen Bahn 46 begrenzt wird. Das Gitter 42 ist konkav-konvex; es hat eine konkave untere Fläche 48, die so angeordnet ist, daß sie den Ballen während des Formvorganges berührt; diese Fläche 48 hat ungefähr den selben Radius wie der Ballen, wenn er seine volle Größe hat.

Das Gitter 42 erstreckt sich über die volle Breite des Kastens 10 und weist eine Reihe von seitlich im Abstand zueinander angeordneten bogenförmigen Stangen 50 auf, die auskragend durch ein Querrohr 52 getragen werden, das in den Seitenwänden 12 und nahe der vorderen Ecke des Kastens 10 gelagert ist. Auf diese Weise ist das Gitter 42 vertikal um die Längsachse 54 des Querrohrs 52 schwenkbar; diese Schwenkbewegung erfolgt normalerweise zwischen der in Fig. 2 gezeigten unteren Grenzstellung und der in Fig. 3 gezeigten oberen Grenzstellung.

Die Bahn 46 ist dreieckförmig angeordnet, wobei das Trumm 44 eine Seite dieses Dreiecks bildet. Die Bahn 46 wird in dieser

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Form durch drei drehbare Walzen 56, 58 und 60 an den drei Ecken des Dreiecks gehalten. Die Walze 56 verläuft über die Breite des Kastens 10 und ist in den Seitenwänden 12 und 14 nahe der Oberseite des Kastens 10 so gelagert, daß sich die Walze 56 um eine feste Achse 62 drehen kann. Die Walzen 58 und 60 dagegen sind um bewegliche Achsen 64 bzw. 66 drehbar. Die Walze 58 wird drehbar getragen durch zwei sich nach hinten erstreckende Schwenkarme 68 und 70, wobei der Arm 68 an der Innenseite der Seitenwand 12 mittels eines Schwenkzapfens 72 angebracht ist, während der gegenüberliegende Arm 70 schwenkbar mit der Innenseite der Seitenwand 14 durch einen Schwenkzapfen 74 verbunden ist, der mit dem Schwenkzapfen 72 fluchtet. In entsprechender Weise wird die Walze 60 durch zwei lange, im wesentlichen aufrechte Arme 76 und 78 drehbar getragen, die an der Außenseite der Seitenwände 12 und 14 angeordnet sind. Das obere Ende des Armes 78 ist mit der Seitenwand 12 über den Schwenkzapfen 72 verbunden, während das untere Ende des Armes 76 mit der Außenseite der Seitenwand 14 am Schv/enkzapfen 74 verbunden ist.

Die Schwenkung der Arme 76 und 78 wird durch jeweils ein Gelenkglied 80 auf beiden Seiten des Kastens 10 gesteuert, wobei nur eines dieser Gelenkglieder dargestellt ist. Am Beispiel des Gelenkgliedes 80 an der Seitenwand 14 wird gezeigt, daß das untere Ende des Gliedes 80 schwenkbar mit dem Träger 30 an einem Gelenkpunkt 82 verbunden ist, der etwas hinter der Kolben-Zylinder-Einheit 36 liegt. Das obere Ende des Gelenkgliedes 80 ist schwenkbar mit dem Arm 76 an einer Gelenkstelle 84 verbunden, die etwas außerhalb des Gelenkzapfens 74 liegt, so daß beim Anheben des Kastens 10 relativ zu dem Träger 30 durch die Kolben-Zylinder-Einheit 36 die Gelenkeglieder 80 gestreckt werden, so daß die Arme 76, 78 und damit die Walze 60 im Gegenuhr-

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zeigersinn um die Gelenkzapfen 72, 74 gedreht werden, bis die Arme 76, 78 sich im wesentlichen horizontal nach hinten erstrecken. Dadurch wird die Rückseite des Kastens 10 geöffnet.

Die Walze 58 kann zwischen zwei Endstellungen schwenken, die in den Fig. 2 und 3 dargestellt sind; diese Bewegung bestimmt die Lose, die das Trumm 44 zwischen den Walzen 56 und 60 einnehmen kann, sowie seine mögliche Spannung. Weil diese Bewegungsmöglichkeiten des Trumms 44 so genau mit der Schwenkbewegung des Gitters 42 koordiniert werden müssen, wenn ein Ballen der gewünschten Form und Dichte hergestellt werden soll, ist den Armen 68, 70 und dem Gitter 42 ein allgemein mit dem Bezugszeichen 86 bezeichneter gemeinsamer Zugsteuermechanismus zugeordnet. Der Mechanismus 86 weist ein Paar von langen Zugfedern 88 und 90 auf, von denen jeweils eine auf jeder Seite des Kastens angeordnet ist, die mit den Armen 68, 70 über Kurbeln 92 bzw. 94 verbunden sind. Die Kurbeln 92 und 94 haben nach außen ragende Stifte 96 und 98, die sich durch horizontale Schlitze 100 und 102 in den Seitenwänden 12 bzw. 14 erstrecken; diese Stifte 96, 98 sind wiederum mit Verstelleinrichtungen 104 und 106 verbunden, die die oberen Enden der Federn 88 bzw. 90 aufnehmen.

In ähnlicher Weise sind die Federn 88 und 90 mit dem Gitter 42 über zwei Hebel 108 und 110 verbunden, die jeweils an entgegengesetzten Enden des Querrohrs 52 befestigt sind, die sich durch die Seitenwände 12 und 14 erstrecken. Ketten 112 und 114 an den oberen Enden der Hebel 108 und 110 nehmen die unteren Enden der Federn 88 und 90 auf. Jeder Hebel 108, 110 kann mit einer Begrenzung für seine Schwenkbewegung in Uhrzeigerrichtung ausgestattet sein, beispielsweise in Form eines Anschlags 116, an dem der

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Hebel 110 in Fig. 1 anliegt. Außerdem können die Hebel 108 und 110 mit Hilfsfedereinrichtungen 118 und 120 versehen sein, die an den Seitenwänden 12 bzw. 14 verankert sind und den Zug auf das Gitter 42 unterstützen, wenn dieses Gitter sich seiner in Fig. 3 gezeigten vollständig angehobenen Stellung nähert. Spielverbindungen 122 und 124 zwischen den Einrichtungen 118, 120 und den Hebeln 108, 110 stellen sicher, daß der zusätzliche Zug von den Einrichtungen 118, 120 nur in diesem letztgenannten Bewegungsabschnitt des Gitters 42 übertragen wird.

Die Bahn 46 kann verschiedene Formen haben; das zum Zwecke der Erläuterung dargestellte Ausführungsbeispiel weist eine Reihe von in £?eitlichem Abstand zueinander angeordneten Riemen 126 auf, die im Bereich des Trumms 44 in der in Fig. 4 gezeigten Weise zwischen den Stangen 50 hindurchlaufen. Jeder Riemen 126 kann mit einer Reihe von Hubzinken 128 versehen sein, die so angebracht sind, daß ihre gekrümmten nachlaufenden Enden 130 sich nach außen bewegen, wenn sich die Riemen 126 um die Walze 60 im Uhrzeigersinn herumbewegen, so daß das am Boden liegende Material nach vorn und oben in die Formkamraer 40 angehoben wird. Der Antrieb der Riemen 126 erfolgt über ein Kettenrad 132 an der Seitenwand 14, das starr mit der Walze 56 verbunden ist, um sich mit dieser zu drehen. Das Kettenrad 132 ist mit der Antriebswelle 24 über eine endlose Kette 134, ein kleines Kettenrad 136 und eine Welle 138 des Kettenrades I36 verbunden, die in einem Getriebe 140 rechtwinklig mit der Antriebswelle 24 in Antriebsverbindung steht.

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Arbeitsweise

Wenn sich die Ballenformmaschine über ein Feld bewegt, wobei ihre Bauteile die in den Fig. 1 und 2 gezeigte Stellung einnehmen, werden die Riemen 126 in Uhrzeigerrichtung im Dreieck um die Walzen 56, 58 und 60 bewegt. Die Zinken 128 bewegen sich nach außen, wenn sie um die Walze 60 herumlaufen und rechen das beispielsweise in Form von Schwaden liegende Erntegut kräftig nach vorn und oben In die Formkammer 40. Das Trumm 44 bewirkt im weiteren Verlauf zusammen mit dem Gitter 42, daß das in der Kammer 40 angesammelte Material nach vorn fällt und den Kern eines Ballens aufzurollen beginnt. Infolge des auf das Gitter 42 und die Riemen 26 durch den Zugmechanismus 86 ausgeübten Zugs behalten das Gitter 42 und das Trumm 44 ihre in Fig.2 gezeigte Lage, bis der zusammengerollte Ballenkern so dicht ist, daß weiteres Erntegut nur aufgenommen werden kann, indem die Kammer 40 ausgedehnt wird. Das Gitter 42 beginnt, nach oben und vorn zu schwenken, und das Trumm 44 beginnt, sich nach oben und hinten zu verlagern.

Dieser Trennbewegung des Gitters 42 und des Trumms 44 wirkt der Zugmechanismus 86 während des gesamten Ballenwachstums entgegen; man erkennt, daß während des gesamten Ballenwachstums die durch das Gitter 42 aufgebrachte Verdichtungskraft im wesentlichen gleich der durch das Trumm 44 aufgebrachten Kraft ist. Wenn die Arme 68 und 70 in Uhrzeigerrichtung aus ihren abgesenkten Stellungen schwenken, ziehen die Kurbeln 92 und 94 an den Federn 88 und 90, so daß die durch das Trumm 44 aufgebrachte Verdichtungskraft ansteigt, während sich das Trumm 44 längen kann. Da die Federn 88 und 90 auch mit den Hebeln 108 und 110 des Gitters 42 verbunden sind, steht dieser Wirkung des Trumms 44 sofort eine

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Wirkung des Gitters 42 mit ebenfalls ansteigender Verdichtungskraft entgegen; dieser Kraftanstieg ist quantitativ derselbe wie bei dem Trumm 44. Daher üben das Gitter 42 und das Riementrumm 44 während des gesamten Ballenwachstums bis zur Beendigung des Arbeitsablaufs, wenn der Ballen die durch den Ballen 142 in Fig. 3 dargestellte Größe und Form erreicht hat, ausgeglichene und gleiche Kräfte gegen die Vorderseite und Rückseite des rollenden Ballens aus, um diesen richtig zu formen und zu verdichten. Der Ballen 142 kann dann durch einen geeigneten (nicht gezeigten) Mechanismus gebunden werden, woraufhin die hydraulischen Einrichtungen 36 betätigt werden, um die Walze 60 anzuheben und den Ballen freizugeben.

Es hat sich gezeigt, daß ein bloßes Spannen der Riemen 126 und des Gitters 42 durch gleiche, jedoch getrennte Spanneinrichtungen nicht die gewünschten Ergebnisse liefert. Hierbei können zwar die beiden Bauteile ihre Tätigkeit mit gleicher Zugeinstellung beginnen; es ist jedoch durchaus möglich, daß eines der Teile stärker ausgelenkt wird als das andere infolge einer Berührung mit dem Ballen an unterschiedlichen Stellen und einem Erfassen des frisch aufgenommenen Materials zu unterschiedlichen Zeiten. Daher gerät die Verdichtungskraft gegen den Ballen aus dem Gleichgewicht und der Ballen kann zu einer länglichen oder anderen unregelmäßigen Querschnittsgestalt gedrückt werden, was Nachteile und unerwünschte Einflüsse auf die Qualität des Erzeugnisses mit sich bringt.

Es wurde eine Ballenformmaschine beschrieben, bei der der Ballen dadurch geformt wird, daß er zwischen einem bogenförmig gekrümmten Haltegitter an der Vorderseite des Ballens und einem

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sich nach oben bewegenden flexiblen Riemen an der Rückseite des Ballens geformt wird, während kontinuierlich zusätzliches Erntematerial der Formkammer zugeführt wird. Das Gitter und die Riemen können sich federnd voneinander wegbewegen unter einem erheblichen Widerstand gegen die Wachstumsbewegung des Ballens, um diesen zu der gewünschten Dichte zu verdichten. Da dem Gitter und den Riemen ein gemeinsamer Federzugmechanismus zugeordnet ist, wird die Verdichtungskraft gleichförmig um den Ballen herum durch diese Bauteile während des Formungsvorganges aufgebracht, wodurch der Ballen eine bessere kreisförmige Querschnittsform erhält und insgesamt besser und fast ganz gleichförmig verdichtet ist.

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Claims

Patentansprüche

Maschine zum Formen runder Erntegutballen hoher Dichte, gekennzeichnet durch

ein Paar von gegenüberliegenden, mit dem Ballen in Eingriff tretenden Bauteilen, die zusammen mindestens teilweise eine Kammer bilden, in der der Ballen durch Aufrollen einer zunehmenden Menge von zugeführtem Erntegut zwischen diesen Bauteilen geformt wird,

durch die Lagerung dieser Bauteile derart, daß sie eine Bewegung voneinander v/eg ausführen können, wenn die Größe des Ballens in der Kammer zunimmt, so daß sich diese zur Aufnahme des wachsenden Ballens ausdehnt, und durch einen Mechanismus, der den beiden Bauteilen gemeinsam zugeordnet ist, um diese gleichmäßig federnd entgegen dieser Bewegung zu halten, wobei beide Bauteile auf Kräfteänderungen im anderen Bauteil ansprechen.
2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mechanismus eine Federeinrichtung aufweist, die die Bauteile miteinander verbindet.
3. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Federeinrichtung eine längliche Zugfeder aufweist, die an einem Ende mit einem der Bauteile und am entgegengesetzten Ende mit dem anderen Bauteil verbunden ist.
4. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Bauteile eine endlose flexible Bahn aufweist, die ein den Ballen berührendes Trumm hat und in einer Richtung antreibbar ist, um den Ballen innerhalb der Kammer zu rollen.

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QRtOINAL INSPECTED
5. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Mechanismus eine Einrichtung aufweist, um das Truram zu verlängern, um die Umschlingung des Trumms um den Ballen zunehmend zu vergrößern, wenn der Ballen größer wird.
6. Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Längung des Trumms ein Führungselement aufweist, das von der Bahn mitgenommen wird und in einer Richtung verschiebbar ist, um dieses Trumm zu längen.
7. Maschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Mechanismus eine Federeinrichtung aufweist zwischen den beiden Bauteilen, wobei die Federeinrichtung das Führungselement in einer Richtung entgegengesetzt zu der Längungsrichtung des Trumms drückt.
8. Maschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn dreieckförmig angeordnet ist und das Führungselement an einem Eck des Dreiecks angeordnet ist.
9. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Bauteile eine starre, bogenförmig gekrümrate Halteeinrichtung aufweist mit einer konkaven, den Ballen berührenden Fläche.
10. Maschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtung zur Erzielung der Bewegung schv/enkbar ist.

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11. Maschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn mehrere im seitlichen Abstand zueinander angeordnete Riemen aufweist, daß die Halteeinrichtung ein Gitter aufweist, das mehrere im seitlichen Abstand zueinander angeordnete Stäbe aufweist, die Jeweils zwischen den Riemen
im Bereich des den Ballen berührenden Trumms der Bahn angeordnet sind.
12. Maschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Mechanismus eine schwenkbare Einrichtung aufweist, um das Trumm zu längen, und eine Zugfeder, die die schwenkbare
Einrichtung und das Gitter verbindet.
13. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer an ihrer Bodenseite offen ist, um den Ballen über
den Boden zu rollen.

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