DE2734766A1 - Vorrichtung zum pressen von material - Google Patents
Vorrichtung zum pressen von materialInfo
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- A01F15/08—Details
- A01F15/0825—Regulating or controlling density or shape of the bale
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- B30—PRESSES
- B30B—PRESSES IN GENERAL
- B30B9/00—Presses specially adapted for particular purposes
- B30B9/30—Presses specially adapted for particular purposes for baling; Compression boxes therefor
- B30B9/3003—Details
- B30B9/3025—Extrusion chambers with adjustable outlet opening
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Pressen von Material und insbesondere auf eine solche zum Pressen von Stroh
in Ballen.
Bei bekannten Ballenbildungsmaschinen zum ballenförmigen Pressen von Stroh sammelt ein Aufnehmer an einer angetriebenen, gewöhnlich
von einem Traktor gezogenen, Maschine Stroh von dem Boden auf. Das Stroh wird von einem Bohrer bzw. Schneckengang (auger)
oder einer anderen Fördervorrichtung in eine Eingangsöffnung einer Preßkammer überführt, die sich gewöhnlich in Längsrichtung
der Maschine erstreckt. Das Stroh wird periodisch von einem Preßkolben aufgenommen und längs der Preßkammer getrieben. Die letztere
hat gewöhnlich einen rechtwinkligen bzw. rechteckigen Querschnitt mit parallelen Seitenwandungen und obere sowie untere
Wandungen, die längs der Längserstreckung der Kammer zueinander konvergieren bzw. zusammenlaufen. Es wurden auch Ballenbildungsmaschinen
vorgeschlagen, bei denen die Seitenwände konvergieren und die oberseitigen sowie unterseitigen Wände parallel verlaufen
(siehe US-Patentbeschreibung 2 576 784). Die Preßkammer hat keine Endwandung als Widerlager für den Preßkolben und die Kompression
des Strohs erfolgt stattdessen aufgrund des Bewegungswiderstandes des Strohs zwischen den konvergierenden Wänden, und
zwar wegen des Reibungskontaktes mit den die Preßkammer begrenzenden Wänden. Die aus dem Ende der Preßkammer austretende Säule
des gepreßten Strohs wird periodisch durchtrennt und in geeigneten Längen zum Bilden von Ballen gebunden.
Es ist bekannt, daß der Reibungskoeffizient zwischen dem Stroh oder einem anderen zu pressenden Erntematerial und den Wandungen
der Preßkammer in Abhängigkeit von der Art des Erntematerials, der Feuchtigkeit desselben und anderen Faktoren variiert. Wenn
beispielsweise das zu pressende Stroh naß ist, steigt der Reibungskoeffizient zwischen dem Stroh und den Seitenwänden, so daß
der auf den Preßkolben ausgeübte Widerstand sehr viel größer ist. Wenn keine Einstellung der Maschine erfolgt, führt dieses zu
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einer höhren Dichte des Preßballens, und in einigen Fällen kann sich aufgrund des Klemmens des Strohs in der Preßkammer ein Bruch
der Maschine ergeben. Es ist deshalb üblich, Mittel zum Einstellen des Grades der Konvergenz der zusammenlaufenden Wände vorzusehen,
gewöhnlich eine manuell betätigte Steuerung, die über eine Schraubenspindel den Konvergenzwinkel verändert. Somit entscheidet
bei den bekanntesten Ballenbildungsmaschinen die Bedienungsperson der Maschine aufgrund einer Beobachtung des Erntematerials
und der Dichte der gepreßten Ballen die für die konvergierenden Wände erforderliche Einstellung. Jedoch führt eine derartige manuelle
Einstellung aufgrund einer Entscheidung der Bedienungsperson normalerweise zu einer kleineren als der optimalen Leistungsfähigkeit
beim Pressen des Strohs. Bedienungspersonen neigen dazu, daß sie die Wände auf der Sicherheitsseite unter einem Konvergenzgrad
einstellen, der kleiner als der maximale Konvergenzgrad ist, welcher benutzt werden könnte. Der Grund hierfür besteht
darin, daß ein Festklemmen des Erntematerials für den Fall verhindert werden soll, bei dem ein Stück nassen Materials in die
Preßkammer gelangt. Die so erzeugten Ballen sind deshalb nicht so dicht, wie sie bei optimalen Bedingungen von der Maschine erzielt
werden könnten.
Um diesem Problem zu begegnen, wurde in der Vergangenheit vorgeschlagen,
eine automatische Steuerung des Konvergenzgrades der zusammenlaufenden Wandungen vorzusehen, indem an der Maschine ein
Fühler angebracht wird, der zwischen eine der konvergierenden Wandungen und eine feststehende Wandung der Preßkammer gekoppelt
ist und der so aufgebaut ist, daß er die Auswärtsbewegung der konvergierenden Wand unter dem Einfluß des gepreßten Strohs erfaßt.
Bei einem solchen Aufbau haben die konvergierenden Wandungen einen gewissen Freiheitsgrad, um sich unter einem übermäßigen
Druck des gepreßten Strohs nach außen zu bewegen, und diese Bewegung wird von dem Fühler erfaßt. Es ist ein hydraulischer Kolben
zum Steuern des Konvergenzgrades der zusammenlaufenden Wandungen
vorgesehen und so an den Ausgang des Fühlers angekoppelt, daß er die Wandungen entspannt bzw. freigibt, wenn von dem Stroh ein
übermäßiger Auswärtsdruck ausgeübt wird. Ein solcher automati-
Qogam /ηκΐ L - 7 -
scher Aufbau ist jedoch tatsächlich nur ein Überlast-Freigabemechanismus,
da der Fühler nicht die Kompression des Strohs oder den Bewegungswiderstand in Längsrichtung der Kammer mißt, sondern
nur die Effekte einer Uberkompression durch die Auswärtsbewegung
der Preßplatten erfaßt.
Es wurden verschiedene Vorschläge unterbreitet, um den Konvergenzgrad
zwischen den zusammenlaufenden Wandungen der Preßkammer von Ballenbildungsmaschinen automatisch einzustellen, um Ballen konstanter
Dichte herzustellen. Im einzelnen beschreibt die US-Patentbeschreibung
2 796 825 einen Ballenbildner, bei dem der Konvergenzgrad in Abhängigkeit von dem Gewicht der gepreßten Ballen
eingestellt wird. Die US-Patentbeschreibungen 2 576 784 und 2 7o8 872 beschreiben Ballenbildner, bei denen der Konvergenzgrad
in Abhängigkeit von dem Durchdringungswiderstand des teilweise gepreßten Strohes eingestellt wird. Jedoch ist keiner der vorgeschlagenen
Ballenbildner vollständig zufriedenstellend, und zwar unter anderem deshalb, weil sie eine Einstellung in Abhängigkeit
Von dem Ergebnis der auf den Preßkolben ausgeübten Widerstandsänderungen und nicht in Abhängigkeit von einem Grund für die Änderungen,
nämlich der Reibung, vornehmen.
Aus der DT-OS 1 8o2 438 ist es bekannt, Erntematerialien dadurch zu brikettieren, daß sie durch eine Preßkammer gepreßt werden,
welche einen Querschnitt hat, der automatisch vergrößert wird, wenn der auf einen Preßkolben ausgeübte Widerstand einen vorbestimmten
Schwellwert übersteigt. Bei der beschriebenen Brikettierungsmaschine hat die Preßkammer einen allgemein quadratischen
Querschnitt, und sie wird von einem Paar gegenüberliegender bzw. entgegengesetzter Kanalglieder gebildet. Diese Glieder werden mittels
eines Parallelogrammgestänges in paralleler Lagebeziehung gehalten und liegen normalerweise aneinander an, um einen geschlossenen
Kanalquerschnitt zu bilden. Eines der Glieder ist an einem angelenkten Arm bzw. Hebel mit diesem mitbeweglich befestigt, und
der Arm bzw. Hebel steht unter einer Federvorspannung, um die Glieder in ihrer normalen Anlagebeziehung zu halten. Wenn die Federspannung
während des Preßvorgangs überschritten wird, wird der
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Arm bzw. Hebel in Richtung der Materialbewegung nach vorne geschwenkt,
und die dabei entstehende Vorwärtsbewegung des hieran befestigten Gliedes veranlaßt das Parallelogrammgestänge, die
Glieder auseinanderzubewegen und hierdurch den Querschnittsbereich zum Abbauen des übermäßigen Drucks zu vergrößern. Während
die Kompression des durch die Kammer gelangenden Erntematerials automatisch durch die Federspannung beschränkt wird, besteht der
prinzipielle Zweck des Parallelogrammgestänges darin, eine überlastungssicherungsvorrichtung
für den Fall eines übermäßigen Drucks zu bilden. Der Aufbau des Gestänges kann nicht dazu führen,
daß Veränderungen im Reibungskoeffizienten des Preßmaterials automatisch
kompensiert werden, um eine im wesentlichen konstante Preßkraft aufrechtzuerhalten, da die Steigerungsrate der Federspannung
mit dem Abweichungswinkel des Hebels ansteigt, während die Steigerungsrate beim Trennen der Kanalglieder mit zunehmendem
Abweichungswinkel abfällt. Dementsprechend steigt die von den Kanalgliedern auf das durch die Preßkammer gelangende Material ausgeübte
Preßkraft mit zunehmendem Abstand zwischen den Gliedern. Darüberhinaus ist die Brikettierungsvorrichtung nicht dazu gedacht,
den Abstand zwischen den Kanalgliedern um einen mittleren Abstand zu verändern, und die normale Betriebsweise der Glieder
ist dergestalt, daß sich diese in einem gegenseitigen Anlagezustand
befinden. Im Zusammenhang mit der besonderen Anwendung der vorliegenden Erfindung beim Herstellen von Strohballen ist es bedeutsam,
daß die Brikettierungsvorrichtung dazu bestimmt ist, Blöcke mit kleinen Abmessungen zu erzeugen, in typischer Weise
etwa 127 mm (5 Zoll), wobei die Blöcke quadratisch bzw. rechtwinklig gepreßt sind und etwa 385 - 4o2 kg/m3 (24 - 3o lb/cu ft)
haben, während Strohballen beträchtlich größer sind und mit etwa 128,5 - 16o,5 kg/m3 (8 - 1o lb/cu ft) gepreßt sind.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer Preßvorrichtung zum Pressen von Material, wobei Mittel vorgesehen
sind, die den Kompressionsgrad des Materials wirksamer als bisher steuern.
Die vorliegende Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zum Pres-
sen von Material mit einem Paar von unter Abstand angeordneten gegenüberliegenden Wandungsgliedern, die zum Verändern des gegenseitigen
Abstands relativ zueinander beweglich sind, mit auf das Paar der Handungsglieder einwirkenden Positionierungsmitteil zum
Einstellen des Abstandes, mit Fördermitteln zum Drücken des Materials zwischen das Paar der Wandungsglieder, um das Material zu
pressen, und mit Steuerungsmitteln, die die Positionierungsmittel beeinflussen und auf Änderungen bezüglich der Reibung zwischen
dem teilweise gepreßten Material und einer sich hiermit in Gleitkontakt befindlichen Oberfläche ansprechen, um den Abstand zwischen
dem Paar der Wandungsglieder einzustellen.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe zeichnet sich eine solche Vorrichtung
erfindungsgemäß dadurch aus, daß die Steuerungsmittel indirekt von der Oberfläche durch ein Steuersignal von einem die
Reibungsänderungen erfassenden Fühler betätigt werden, um den Abstand zwischen den Wandungsgliedern einzustellen, um ferner die
Reibungsänderungen zu kompensieren und um hierdurch die durch den Kontakt mit dem Paar von Wandungsgliedern auf das Material ausgeübte
Preßkraft im wesentlichen kostant zu halten. Wie es zuvor erwähnt wurde, ist die vorliegende Erfindung insbesondere, jedoch
nicht ausschließlich, bei Ballenherstellungsmaschinen bzw. Ballenbildnern anwendbar, und es ist deshalb bevorzugt, daß die erfindungsgemäße
Vorrichtung in eine solche Maschine, insbesondere eine Strohballenherstellungsmaschine, eingebaut oder einer solchen
Maschine betriebsmäßig zugeordnet wird.
Gewöhnlich laufen die Wandungsglieder, die Stangen oder Platten oder andere Elemente sein können, welche das Material für die
Kompression zusammenhalten, in der Stromabwärtsrichtung des dazwischen erfolgenden Materialflusses gegenseitig zusammen. Vorzugsweise
sind die Wandungsglieder relativ zueinander beweglich, um die gegenseitige Konvergenz in Stromabwärtsrichtung des Materialflusses
zu verändern, wobei die Positionierungsmittel den Konvergenzgrad einstellen. Zweckmäßigerweise ist zumindest eines
der Wandungsglieder an seinem stromaufwärts gelegenen Ende schwenkbar angelenkt, um die Veränderung der gegenseitigen Kon-
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vergenz zu erleichtern. Das andere Wandungsglied kann in ähnlicher
Weise oder feststehend angebracht sein.
Das Positionierungsmittel ist vorteilhafterweise ein fluidbetriebener,
vorzugsweise hydraulischer, Kolben, und die Steuerungsmittel steuern die Fluidzufuhr zu dem Kolben. Der Kolben kann einfach
wirkend in dem Sinne ausgebildet sein, daß er auf das Wandungsglied (die Wandungsglieder), auf das er einwirkt, eine Kraft
ausübt, die die Wandungsglieder zusammendrückt, wodurch auf das Material eine Preßkraft ausgeübt wird. Der Kolben kann jedoch
auch doppelt wirkend in dem Sinne ausgebildet sein, daß er das Wandungsglied (die Wandungsglieder), auf das er einwirkt, positiv
positioniert und hierdurch das Wandungsglied (die Wandungsglieder) an einer Bewegung in Abhängigkeit von der Kraft hindert,
welche beim Hindurchgelangen des Materials zwischen dem Paar von Waridungsgliedern ausgeübt wird.
Das Förder- bzw. Transportmittel ist zweckmäßigerweise ein hin- und hergehender Kolben, der das Material in der Stromabwärtsrichtung
preßt, obwohl auch andere Mittel zum Drücken des Materials zwischen das Paar der Wandungsglieder benutzt werden können.
Die sich in Gleitkontakt mit dem teilweise gepreßten Material befindliche
Oberfläche ist vorzugsweise in Bewegungsrichtung des Materials beweglich, und der Fühler erfaßt Positionsänderungen
dieser Oberfläche. Zweckmäßigerweise wird die Oberfläche von einem Teil der Oberfläche eines der Wandungsglieder gebildet,
doch kann sie, wenn es erwünscht ist, eine Oberfläche eines diskreten Fühler- bzw. Erfassungselements sein.
Gewöhnlich weist der Fühler einen Meßwertwandler auf, der vorzugsweise
ein mechanisch betriebenes Fluid- bzw. Flüssigkeitssteuerungsventil ist. Ein solches Ventil kann ein Dreiwegeventil
bzw. ein Ventil mit drei Positionen sein, das in zwei alternativen Zuständen geschlossen oder geöffnet werden kann, und zwar
mittels eines mechanischen Gestänges der beweglichen Oberfläche, um eine die Positionierungsmittel steuernde Fluid- bzw. Flüssig-
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keitszufuhr zu regulieren.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird die Gleitkontakt-Oberfläche
von einem beweglichen Wandungsglied einer Kammer gebildet, durch die das teilweise gepreßte Material gedrückt wird. Das bewegliche
Wandungsglied ist durch einen beweglichen Unterrahmen bzw. ein Untergestell mit einem feststehenden Stützglied verbunden.
Das bewegliche Wandungsglied ist durch erste Anlenkungsmittel an dem Untergestell angelenkt, und dieses wiederum ist durch
zweite Anlenkungsmittel an dem feststehenden Stützglied angelenkt,
so daß sich das bewegliche Wandungsglied in der Bewegungsrichtung des Materialflusses durch die Kammer hin- und herbewegen
kann, und zwar in Abhängigkeit von Reibungsänderungen an der Oberfläche. Wie es zuvor erwähnt wurde, ist das bewegliche Wandungsglied
zweckmäßigerweise ein Glied des Paares der relativ beweglichen, gegenüberliegenden Wandungsglieder. Zweckmäßigerweise
ist das Stützglied ein an das bewegliche Wandungsglied angrenzendes feststehendes Wandungsglied.
Normalerweise wird das Untergestell elastisch vorgespannt, um das bewegliche Wandungsglied stromaufwärts zur Richtung des Materialflusses
zu treiben, wodurch die Bewegung des Wandungsgliedes in Abhängigkeit von einem Reibungszug bzw. -widerstand an der Oberfläche
gehemmt wird. Zweckmäßigerweise kann die Vorspannung von einer Schraubenfeder gebildet werden.
Wenn das bewegliche Wandungsglied nicht ein Glied des Paares der relativ beweglichen, gegenüberliegenden Wandungsglieder ist, auf
die die Positionierungsmittel einwirken, ist es bevorzugt, daß es elastisch vorgespannt wird, um die Gleitkontakt-Oberfläche in
eine Reibungsberührung mit dem teilweise gepreßten Material zu bringen. Zweckmäßigerweise hat der Fühler einen Betätigungsarm,
der mit dem Untergestell beweglich bzw. verschiebbar ist und vorzugsweise ein Fluid- bzw. Flüssigkeitssteuerungsventil betätigt.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Oberfläche
in der Bewegungsrichtung des Materials beweglich, jedoch ent- - 12 -
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gegen dem Reibungszug bzw. -widerstand elastisch vorgespannt, und der Fühler erfaßt Positionsänderungen der Oberfläche und betätigt
die Steuerungsmittel, um den Abstand zwischen dem Paar der Wandungsglieder zu verändern und die Position der Oberfläche in dieser
Richtung konstant zu halten.
Die am meisten bevorzugte Ausführungsform bezieht sich auf eine Ballenbildungsvorrichtung mit einem Paar von gegenseitig konvergierenden
Wandungsgliedern, die relativ zueinander beweglich sind, um den Konvergenzgrad zu verändern, mit zumindest einem
fluidbetriebenen Kolben, der auf das Paar von Wandungsgliedern einwirkt, um den Konvergenzgrad einzustellen, und mit einem hin-
und hergehenden Kolben zum Treiben von Material zwischen das Paar von Wandungsgliedern, um das Material zu pressen.
Diese Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß sie eine sich in Gleitkontakt mit dem teilweise gepreßten Material befindliche
Fühlerplatte enthält, ferner Halterungsmittel, die die Fühlerplatte für eine allgemein in der Richtung des Materialflusses
verlaufende Bewegung tragen, ferner Federmittel, die die Fühlerplatte gegen eine Bewegung in der Stromabwärtsrichtung des Materialflusses
vorspannen, ferner Fühler- bzw. Erfassungsmittel, die Positionsänderungen der Fühlerplatte erfassen, und von den Fühler·
bzw. Erfassungsmitteln betriebene Fluidsteuerungsmittel zum Steuern der fluidbetriebenen Kolbenmittel, um den Konvergenzgrad zwischen
den Wandungsgliedern zu verändern und Änderungen bezüglich des Reibungskontakts zwischen der Fühlerplatte sowie dem teilweise
gepreßten Material zu kompensieren, und um hierdurch die Position der Fühlerplatte in der Stromabwärtsrichtung der Materialbewegung
konstant zu halten sowie die auf das Material durch die Berührung mit den Wandungsgliedern ausgeübte Preßkraft weitgehend
konstant zu halten. Vorzugsweise zeichnet sich diese Vorrichtung ferner aus durch Halterungsmittel, die erste Stütz- bzw. Haltemittel,
bewegliche üntergestellmittel, erste Anlenkmittel, die
für eine Schwenkverbindung der Fühlerplatte an den Untergestellmitteln sorgen, und zweite Anlenkmittel aufweisen, die die Untergestellmittel
an den stationären Stütz- bzw. Haltemitteln anlen-
ken. - 13 -
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Zu den mit den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erzielbaren
Vorteilen gehört die Tatsache, daß die Steuerungsmittel stärker auf Kompressionswiderstandsänderungen infolge von Reibungsänderungen
ansprechen können, als es bei bekannten Vorrichtungen der Fall ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch
empfindlicher auf solche Änderungen ansprechen und schneller Änderungen der Reibungseigenschaften des zu pressenden Materials kompensieren.
Dies ist möglich, da ein Maß für die Reibung zwischen äem Material und den Preßplatten direkt erfaßt werden kann, ohne
laß man auf ein Auftreten von Ergebnissen bzw. Folgen der Reiaungsänderungen
warten muß, wie auf Dichte- oder Gewichtsänderunjen.
Die Erfindung wird nachfolgend an zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispielen
näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 - in einer perspektivischen Ansicht eine die vorliegende Erfindung verkörpernde Vorrichtung, die zum Pressen von
Stroh oder anderem Erntematerial bestimmt ist,
Figur 2 - die Preßvorrichtung aus Figur 1 in einer Seitenansicht,
Figur 3 - die Preßvorrichtung aus den Figuren 1 und 2 in einer Draufsicht,
Figur 4 - die Preßvorrichtung aus den Figuren 1,2 und 3 in einer Stirnansicht,
Figur 5 - in einer perspektivischen Ansicht eine Einzelheit der Vorrichtung aus den Figuren 1 bis 4, wobei in schematischer
Weise bestimmte Maße zum Zwecke der Erläuterung übertrieben sind,
Figur 6 - in einer perspektivischen Ansicht eine andere Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die zum Pressen von Stroh oder anderem Erntematerial bestimmt
ist.
Figur 7 - in einer perspektivischen Ansicht die Preßkammer einer weiteren Ausfuhrungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
die zum Pressen von Stroh oder anderem Erntematerial bestimmt ist, und
Figur 8 - in einer schematischen Draufsicht eine Reibungserfassungseinrichtung
der teilweise in Figur 7 dargestellten
Vorrichtung. ___..«« - 14 -
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In den Figuren 1 bis 5 ist eine Kompressions- bzw. Preßvorrichtung
11 dargestellt, die ein Paar von unter Abstand angeordneten
gegenüberliegenden Seitenwandungen 12 und 13 aufweist, welche in Richtung der linken Seite der Figurendarstellung gegenseitig zusammenlaufen.
Die gesamte Preßvorrichtung 11 ist an dem Ende der Ballenkammer eines herkömmlichen Strohballenbildners 2o befestigt
Der dargestellte Teil des Ballenbildners 2o hat zwei Seitenwände 21 und 22, einen Stütz- bzw. Haltebügel 14 und obere sowie untere
Preßplatten, wobei nur die obere Preßplatte 23 dargestellt ist. Die beiden Seitenwände 12 und 13 der Preßvorrichtung 11 sind an
den Seitenwänden 21 und 22 des Ballenbildners 2o befestigt und durch zwei hydraulische Preßkolben 15 und 16 gekoppelt, die zusammen
mit Seitengliedern 17 und 18 einen sich um die Seitenwände 12 und 13 erstreckenden Bügel bilden. Von den zwei Seitenwänden
12 und 13 ist die Seitenwand 12 relativ zur Seitenwand 22 fixiert und an dieser mittels oberer und unterer Festlegungsplatten
befestigt, wobei nur die obere Platte 24 dargestellt ist. Die andere Seitenwand 13 ist in bezug auf die Seitenwand 21 beweglich,
und zwar mittels einer allgemein bei 25 dargestellten und aus Figur
5 detaillierter zu entnehmenden Schwenkhalterung. Zum Aufnehmen der Bewegung der Seitenwand 13 sind die hydraulischen Preßkolben
15 und 16 an den Seitengliedern 17 und 18 mittels vier Anlenkgliedern 36 angekoppelt. Insbesondere gemäß Figur 5, jedoch
auch gemäß den vorherigen Darstellungen, weist die Schwenkhalterung 25 ein erstes Anlenkmittel mit einer Schwenkachse 3o und ein
zweites Anlenkmittel mit einer Schwenkachse 35 auf. Das erste Anlenkmittel sorgt für eine Ankopplung der Seitenwand 13 an ein bewegliches
Untergestell 19 mit einer oberen Anlenkplatte 26, einer unteren Anlenkplatte 27 und einem hohlen zylindrischen Glied 31.
Die Seitenwand 13 ist an den Platten 26 und 27 mittels abgewinkelter Stütz- bzw. Halteplatten 28 und 29 angelenkt, die an oberen
und unteren Flanschen 18' und 29' an der Seitenwand 13 angeschweißt
sind. Das Untergestell 19 enthält auch eine Fühlerhalteplatte
32, die an dem hohlen zylindrischen Glied 31 angeschweißt ist und deren Aufgabe nachfolgend beschrieben wird.
Das Untergestell 19 ist seinerseits an unteren und oberen Flan-
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sehen 33 und 34 angelenkt, die mit der Wand 21 des Ballenbildners
2o verschraubt sind. Die oberen und unteren Anlenkplatten 26 und 27 sind so an der Seitenwand 21 des Ballenbildners um die zweite
Schwenkachse 35 drehbar angelenkt. Der Stütz- bzw. Haltebügel 14
ist um die Seitenwände 21 und 22 der Ballenkammer des herkömmlichen Ballenbildners 2o gespannt bzw. geklemmt, um an dieser
Stelle ein Aufspreizen zu vermeiden. Wie es insbesondere aus der Draufsicht aus Figur 3 ersichtlich ist, erstreckt sich das Untergestell
19 im wesentlichen rechtwinklig zum Pfad des sich durch die Preßvorrichtung 11 bewegenden Strohs nach außen. Das Untergestell
19 ist an dem Ballenbildner 2o zum einen durch eine vorspannende Zugfeder 37 und zum anderen durch einen Positionsfühler
38 angekoppelt. (Beide Elemente 37 und 38 sind zwischen das Untergestell 19 und den Ballenbildner 2o geschaltet, wobei jedoch
diese Verbindung aus Einfachheitsgründen nur schematisch dargestellt ist.)
Der Fühler 38 hat Mittel zum Erfassen der Position des Untergestells
19 relativ zum Ballenbildner 2o und weist ein schematisch dargestelltes hydraulisches Fluidventil auf. Gemäß Figur 1 hat
dieses Ventil bzw. der Positionsfühler 38 eine Einlaßleitung 41, über die ein hydraulisches Fluid unter Druck dem Ventil zugeführt
wird, ferner zwei Auslaßleitungen 42 und 43, die hydraulisches Fluid entsprechend zu den linken und rechten Seiten (Figur 1) der
hydraulischen Kolben 15 und 16 leiten, und eine Rückleitung 4o.
Das Positionsfühler-Ventil 38 ist dergestalt, daß eine Bewegung einer Steuerstange 44 relativ zum Rahmen bzw. Gehäuse des Ventils
38 dieses zwischen drei Zuständen umschaltet. In einem ersten Zustand leitet das Ventil 38 hydraulisches Fluid unter Druck zur
Auslaßleitung 42. In einem zweiten Zustand leitet das Ventil 38 hydraulisches Fluid unter Druck zur Rückleitung 4o. In einem
dritten Zustand leitet das Ventil 38 hydraulisches Fluid unter Druck zu der Auslaßleitung 43. Somit können die hydraulischen
Kolben 15 und 16 durch Positionsänderung der Steuerstange 44 gesteuert
werden, um die zusammenlaufenden Enden der Seitenwände 12 und 13 zu öffnen oder zu schließen, oder sie können auch statisch
bsw. ruhend gemacht werden. Das Ventil 38 ist ein durch die
B0980 7/U61·
Steuerstange 44 gesteuertes herkömmliches Dreiwegeventil. In der
mittleren Position der Steuerstange 44 befindet sich das Ventil 38 in einem neutralen Zustand, wo die öffnungen zu den Leitungen
42 und 43 geschlossen sind und das zugeführte öl zum Tank zurückfließt.
Wenn die Steuerstange 44 in Figur 3 nach links bewegt wird, gelangt der Einlaßdruck in der Leitung 41 zu der Auslaßleitung
42, um die hydraulischen Kolben 15 und 16 ftu öffnen. Wenn
andererseits die Steuerstange 44 über ihre neutrale Position hinaus
in Figur 3 nach rechts bewegt wird, gelangt der hydraulische Druck in der Einlaßleitung 41 durch das Ventil 38 zur Auslaßleitung
43, um die Seitenwände 12 und 13 zusammenzuziehen. Das äußere Ende der Steuerstange 44 ist in einstellbarer Weise an dem Untergestell
19 befestigt, und zwar mittels einer Mutter 45, die die Stange 44 in einem Einstellschlitz 46 festlegt. Die oberen und unteren
hydraulischen Kolben 15 und 16 haben einen Ausgleich über Verbindungsleitungen 47 und 48.
Es wird nunmehr die Betriebsweise der dargestellten Ausführungsform beschrieben. Wenn gemäß Figur 3 das zu pressende Material
nach links bewegt wird, erzeugt die Reibung zwischen dem Erntematerial und den Seitenwänden 12 sowie 13 einen Zug bzw. Widerstand
an jeder der Seitenwände. Die Seitenwand 12 ist in bezug auf die Seitenwand 22 des Ballenbildners 2o fixiert, während die Seitenwand
13 einen Bewegungsfreiheitsgrad längs der Längserstreckung
der Wand hat, und zwar aufgrund der Wirkung der doppelten Schwenkhalterung 25 um die Schwenkachsen 3o und 35. Im Ergebnis
wird das Stroh gepreßt, wobei sich die Wandung 13 in Figur 3 nach links bewegt und wobei gleichzeitig eine entsprechende Schwenkbewegung
des Untergestells 19 in Uhrzeigerrichtung um die Schwenkachse 35 erfolgt. Diese Bewegung setzt sich fort, bis die Zugfeder
37 den Zug an der Platte 13 ausgleicht, wonach das Untergestell 19 während des stationären Betriebszustandes in Ruhe verbleibt.
Für diesen stationären Betriebszustand wird die Steuerstange 44 relativ zum Ventil 38 so eingestellt, daß die öffnungen zu den
Leitungen 42 und 43 geschlossen sind und die Kolben 15 sowie 16
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die Seitenwände 12 sowie 13 auf einem stationären Konvergenzwinkel
halten. Die Steuerung der Kolben 15 und 16 durch das Ventil
38 erfolgt dann, wenn sich die Zusammensetzung des zu pressenden Materials während des Betriebes etwas ändert. Wenn beispielsweise
das gepreßte Stroh einen Bereich größeren Feuchtigkeitsgehaltes hat, neigt das zwischen den Wandungen 12 und 13 hindurchgelangende
Stroh aufgrund der höheren Reibung des Strohs an den Seitenwänden zu einem Ankleben. Dies wiederum führt zu einer Vergrößerung
des Widerstandes bzw. Zuges an der Wand 13 und zu einer Schwenkbewegung des Untergestells 19 in einer Uhrzeigerrichtung
um die Schwenkachse 35. Diese Bewegung führt zu einer Verschiebung der Steuerstange 44 nach links (Figur 3) und zu einer Veränderung
bzw. Verstellung des Ventils 38 in einer solchen Weise, daß der hydraulische Druck in der Leitung 43 relativ zum Druck in
der Leitung 42 vermindert und die hydraulischen Kolben 15 sowie 16 etwas gelockert bzw. entspannt werden. Der Konvergenzgrad der
Wände 12 und 13 wird dann vermindert, wenn das Stroh die Seitenwände 12 und 13 öffnet. Bei den weniger stark zusammenlaufenden
Wänden kann das Stroh freier durch die Preßvorrichtung gelangen, so daß der Kompressionsgrad und damit die Dichte der ausgangsseitigen
Ballen auf den Wert zurückgeführt wird, der vor der Veränderung der Feuchtigkeit eingestellt war.
Wenn sich in einem nachfolgenden Abschnitt des zu pressenden Materials
die Feuchtigkeit verändert, so daß der Reibungskoeffizient zwischen dem Material und der Seitenwand vermindert wird, erfolgt
eine Umkehrung der oben beschriebenen Bewegungen. Der Zug bzw. Widerstand an der Seitenwand 13 wird vermindert, was dazu führt,
daß die Feder 37 das Untergestell 19 im Gegenuhrzeigersinn um die Schwenkachse 35 schwenkt. Hierdurch wird die Steuerstange 44 in
das Ventil 38 zurückgeleitet, was dazu führt, daß die hydraulischen Kolben 15 und 16 die Seitenwände 12 und 13 schließen bzw.
bezüglich ihres Konvergenzgrades näher zusammenbringen. Hierdurch wird der Widerstand an dem durch die Preßvorrichtung gelangenden
Material vergrößert, was zu einer Wiederherstellung der Dichte des Ballens auf den voreingestellten Wert führt.
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Beispielhaft werden nachfolgend die Abmessungen der verwendbaren
erfindungsgemäßen Ausführungsformen angegeben. Die Kolben bzw.
Kolbeneinheiten 15 und 16 können 5o,8 mm (2 Zoll) Bohrung Hydraulikkolbeneinheiten
sein. Die Gesamtlänge einer jeden der Seitenwände 12 und 13 kann 1219,2 mm (48 Zoll) betragen, und die kleinste
öffnung zwischen den ausgangsseitigen Enden der Seitenwände 12 und 13 kann 368,3 mm (14,5 Zoll) ausmachen. Die Seitenwände
und 13 können aus Stahlblech hergestellt sein, das gemäß Figur 1 durch 5o,8 mm χ 5o,8 mm (211 χ 211) messende Versteifungsglieder
1o verstärkt ist. Der Konvergenzgrad der Seitenwände 12 und 13 ist
zwischen Grenzen einstellbar, so daß der auf den Preßkolben (nicht dargestellt) des Ballenbildners 2o ausgeübte Gesamtwiderstand zwischen
insgesamt 771 kg und 127o kg (17oo und 28oo Ib) schwankt.
Durch Verwendung der in Verbindung mit dem Ausführungsbeispiel dargestellten Steuerung kann die Dichte eines ausgegebenen Ballens
in einem Bereich von etwa 2o bis 3o % gegenüber der Dichte eines Ballens gesteigert werden, der von einem herkömmlichen Ballenbildner
erzeugt wird, welcher durch manuellen Betrieb von der Bedienungsperson eingestellt wird. Die von dem Zusatzgerät erzeugten
Ballen können eine normale Größe von beispielsweise 812,8 bis 914,4 mm (32 bis 36 Zoll) Länge und Querabmessungen von 355,6 mm
(14 Zoll) sowie 457,2 mm (18 Zoll) haben. Die oben unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 5 beschriebene Ausführungsform ist in
Form eines Zusatzgerätes für die Ballenkammer eines vorhandenen Ballenbildners 2o dargestellt. Es ist jedoch darauf hinzuweisen,
daß die Vorrichtung 11 leicht auch in den Ballenbildner eingebaut
werden könnte, und zwar durch Ersetzen der feststehenden Seitenwände 21, 22 der Ballenkammer durch die relativ zueinander beweglichen
Wände 12, 13.
In Figur 6, auf die hiermit Bezug genommen wird, sind zum Bezeichnen
gleicher oder ähnlicher Teile wie in den Figuren 1 bis 5 dieselben Hinweiszahlen verwendet. Die in Figur 6 dargestellte Vorrichtung
bildet die Ballenkammer eines Strohballenbildners. Der grundsätzliche Konstruktionsunterschied zwischen der Vorrichtung
aus Figur 6 und der Vorrichtung aus den Figuren 1 bis 5 besteht darin, daß die relativ zueinander beweglichen Wände 12, 13 die
- 19 -
809807/0614
entsprechenden oberseitigen und unterseitigen Wände der Kammer
bilden. Die obere Wand 13 hat einen umgekehrt kanal- bzw. rinnenförmlgen Querschnitt, und die unterseitige Wand 12 ist mit den
feststehenden Seitenwänden 61 und 62 zusammenhängend ausgebildet. Jede Wand 12, 13 hat ein Paar von unter Seitenabstand angeordneten, sich in Längsrichtung erstreckenden Nuten 63 zum Aufnehmen
von Bindegarn zum Zusammenschnüren von in der Kammer gepreßten Ballen.
Bas zylindrische Glied 31 der Schwenkhalterung 25 aus Figur 6 ist
mit einer Stütz- bzw. Halteplatte 64 verbunden, die an dem stromaufwärts gelegenen Ende der oberseitigen Wand 13 aufrecht stehend
angeordnet ist. Die Platte 64 und die Wand 13 sind durch Versteifungsplatten 65 an den entsprechenden Seiten verbunden. Das Glied
31 ist für eine Bewegung um die Achse 3o schwenkbar zwischen abgewinkelten Seitenplatten 26, 27 des Untergestells 19 gehalten.
Die Seitenplatten 26, 27 sind durch ein Stehblech 66 verbunden, von dessen Zentrum sich die Fühlerplatte 32 nach oben erstreckt.
Das Untergestell ist wiederum für eine Bewegung um die Achse 35 an dem Hauptrahmen 66' des Ballenbildners angelenkt.
Die anderen Konstruktionseinzelheiten und die Betriebsweise der
Vorrichtung aus Figur 6 entsprechen im wesentlichen der Vorrichtung aus den Figuren 1 bis 5, weshalb in diesem Zusammenhang keine weitere Beschreibung erfolgt.
In den Figuren 7 und 8, auf die nunmehr Bezug genommen wird, sind
die den in den Figuren 1 bis 5 dargestellten Teilen entsprechenden oder ähnlichen Teile mit den gleichen Hinweiszahlen belegt.
Die in Figur 7 dargestellte Ballenkammer der Preßvorrichtung 11 hat einen üblichen Aufbau mit feststehenden Seitenwandungen 71
sowie 72, einer feststehenden Bodenplatte 12 und einer oberseitigen Platte 13. Die letztere ist mittels Kolbeneinheiten bewegbar,
von denen nur die Kolbeneinheit 15 in der Zeichnung sichtbar ist und die zwischen Gliedern 17, 18 wirken, um den Grad der Konvergenz mit der Bodenplatte 13 zu verändern. Anders als bei herkömmlichen Ballenbildnern wird jedoch der Abstand der Glieder 17, 18
- 2o -
80980770«T*
durch eine Reibungserfassungselnrichtung bestimmt, die den Fluidstrom
zu den hydraulischen Kolbeneinheiten steuert. Diese in Figur 8 dargestellte Einrichtung kann entweder an einer Seite oder
an der Oberseite der Ballenkammer der Preßvorrichtung 11 angebracht sein. Die Einrichtung weist eine Fühlerplatte 73 auf, die
einen Teil einer Seitenwand 71, 72 ersetzen oder irgendwo in der Ballenkammer angeordnet sein kann, beispielsweise zwischen der
oberen Wand 13 und einer Seitenwand 71 sowie 72, um mit dem durch die Ballenkammer 11 gelangenden teilweise gepreßten Stroh in Anlage
zu kommen. Die Platte 73 wird von einer zwischen der Platte und einem feststehenden Teil 75 der Ballenkammer wirkenden Feder
74 mit dem teilweise gepreßten Material in Berührung gebracht. Das stromaufwärts gelegene Ende der Platte 73 ist an einem Untergestell
19 für eine Bewegung um eine Schwenkachse 3o angelenkt. Das Untergestell 19 ist an einem feststehenden Teil 76 der Ballenkammer
für eine Bewegung um eine Schwenkachse 35 angelenkt. Die Schwenkhalterung 25 kann im wesentlichen diesselbe wie diejenige
aus Figur 6 sein. Eine Steuerstange 44 ist mit dem Untergestell verbunden und betätigt das Steuerventil 38 in Abhängigkeit von der
Bewegung der Platte 73, um den hydraulischen Fluidstrom zu den Kolbeneinheiten 15, 16 in der im Zusammenhang mit der Vorrichtung
aus den Figuren 1 bis 5 beschriebenen Weise zu regulieren.
Die Vorrichtungen gemäß Figur 6 und den Figuren 7 sowie 8 haben gegenüber der Vorrichtung aus den Figuren 1 bis 5 den Vorteil, daß
die Tiefe bzw. Höhe und nicht die Breite der erzeugten Strohballen verändert wird, wodurch das Verschnüren bzw. Binden der Ballen in
der herkömmlichen longitudinalen Weise vereinfacht wird. Die Vorrichtung aus den Figuren 7 und 8 hat die weiteren Vorteile, daß
sie eine Wahl der Position, an der Reibungsänderungen überwacht werden, zuläßt und daß sie eine Modifikation vorhandener Ballenbildner
in eine erfindungsgemäße Vorrichtung erleichtert. Es ist darauf hinzuweisen, daß die Erfindung nicht auf die unter Hinweis
auf die Zeichnungen oben beschriebenen bestimmten Details beschränkt ist. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können zahlreihe
Modifikationen und Abwandlungen solcher Einzelheiten vorgenomnen werden.
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Claims (13)
- National Research Development Corporation, Kingsgate House, 66/74 Victoria Street, LONDON, SW 1Vorrichtung zum Pressen von MaterialPatentansprücheΐΛVorrichtung zum Pressen von Material mit einem Paar von unter Abstand angeordneten gegenüberliegenden Wandungsgliedern, die zum Verändern des gegenseitigen Abstands relativ zueinander beweglich sind, mit auf das Paar der Wandungsglieder einwirkenden Positionierungsmitteil zum Einstellen des Abstandes, mit Fördermitteln zum Drücken des Materials zwischen das Paar der Wandungsglieder, um das Material zu pressen, und mit Steuerungsini tteln , die die Positionierungsmittel beeinflussen und auf Änderungen bezüglich der Reibung zwischen dem teilweise gepreßten Material und einer sich hiermit in Gleitkontakt befindlichen Oberfläche ansprechen, um den Abstand zwischen dem Paar der Wandungsglieder einzustellen, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungsmittel (4o-43) indirekt von der Oberfläche (13) durch ein Steuersignal von einem die Reibungsänderungen erfassenden Fühler (44, 38) betätigt werden, um den Abstand zwischen den Wandungsgliedern (12, 13) einzustellen, um ferner die Reibungsänderungen zu kompensieren und um hierdurch die durch den Kontakt mit dem Paar von Wandungsgliedern (12, 13) auf das Material ausgeübte Preßkraft im wesentlichen konstant zu halten.
- 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandungsglieder (12, 13) relativ zueinander beweglich sind, um die gegenseitige Konvergenz in der Stromabwärtsrichtung des Materialflusses zwischen den Wandungsgliedern zu verändern, wobei die Positionierungsmittel (15, 16) den Grad der Konvergenz einstellen.809807/06U - 2 -ORlQfHAL
- 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Wandungsglieder (13) an seinem stromaufwärts gelegenen Ende schwenkbar angelenkt ist.
- 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionierungsmittel eine fluid- bzw. flüs· sigkeitsbetriebene Kolbeneinheit (15, 16) aufweisen und daß die Steuerungsmittel (4o-43) die Fluid- bzw. Flüssigkeitszufuhr zu der Kolbeneinheit steuern.
- 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche (13) in der Materialbewegungsrichtung bewegbar ist und daß der Fühler (44, 38) Positionsänderungen der Oberfläche erfaßt.
- 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche von einem Teil der Oberfläche eines der Wandungsglieder (13) gebildet wird.
- 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühler ein mechanisch betriebenes, den Fluidstrom regulierendes Fluidsteuerungsventil (38) aufweist.
- 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitkontaktoberfläche von einem beweglichen Wandungsglied (13) einer Kammer gebildet wird, durch die das teilweise gepreßte Material gedrückt wird, daß dieses Wandungsglied durch ein bewegliches Untergestell (19) mit einem feststehenden Stützglied (21) verbunden ist, daß das bewegliche Wandungsglied (13) durch erste Anlenkungsmittel (3o) an dem Untergestell (19) angelenkt ist und daß das letztere durch zweite Anlenkungsmittel (35) an dem Stützglied (21) angelenkt ist, so daß sich das bewegliche Wandungsglied (13) in der Richtung der Bewegung des durch die Kammer gelangenden Materials in Abhängigkeit von einer Reibungsänderung an der Oberfläche hin- und herbewegen kann.8098Q7/06U - 3 -
- 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Untergestell (19) von Federmitteln (37) elastisch vorgespannt ist, um das bewegliche Wandungsglied (13) stromaufwärts zu treiben, wodurch eine Stromabwärtsbewegung des Wandungsgliedes in Abhängigkeit vom reibungsbedingten Zug bzw. Widerstand an der Oberfläche gehemmt wird.
- 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche (13) entfegen einem reibungsbedingten Zug bzw. Widerstand elastisch bzw. federnd vorgespannt ist und daß der Fühler (38) die Steuerungsmittel betätigt, um den Abstand zwischen dem Paar von Wandungsgliedern zu verändern und die Position der Oberfläche in Richtung der Bewegung des Materials konstant zu halten.
- 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 1ο, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Wandungsglied (73) von Federmitteln (74) elastisch vorgespannt ist, um die Oberfläche in Kontakt mit dem teilweise gepreßten Material zu bringen.
- 12. Ballenbildungsvorrichtung mit einem Paar von gegenseitig konvergierenden Wandungsgliedern, die relativ zueinander beweglich sind, um den Konvergenzgrad zu verändern, mit zumindest einem fluidbetriebenen Kolben, der auf das Paar von Wandungsgliedern einwirkt, um den Konvergenzgrad einzustellen, und mit einem hin- und hergehenden Kolben zum Treiben von Material zwischen das Paar von Wandungsgliedern, um das Material zu pressen, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine sich in Gleitkontakt mit dem teilweise gepreßten Material befindliche Fühlerplatte (13) enthält, ferner Halterungsmittel (25), die die Fühlerplatte (1.3) für eine allgemein in der Richtung des Materialflusses verlaufende Bewegung tragen, ferner Federmittel (37), die die Fühlerplatte gegen eine Bewegung in der Stromabwärtsrichtung des Materialflusses vorspannen, ferner Fühler- bzw. Erfassungsmittel (32, 38, 44), die Positionsänderungen der Fühlerplatte erfassen, und von den Fühler- bzw. Erfassungsmitteln betriebene Fluidsteuerungsmittel (38, 4o-43)809807/06U - 4 -zum Steuern der fluidbetriebenen Kolbenmittel, um den Konvergenzgrad zwischen den Wandungsgliedern zu verändern und Änderungen bezüglich des Reibungskontakts zwischen der Fühlerplatte sowie dem teilweise gepreßten Material zu kompensieren und um hierdurch die Position der Fühlerplatte in der Stromabwärtsrichtung der Materialbewegung konstant zu halten sowie die auf das Material durch die Berührung mit den Wandungsgliedern ausgeübte Preßkraft weitgehend konstant zu halten.
- 13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterungsmittel erste Stütz- bzw. Haltemittel (33) , bewegliche Untergestellmittel (19), erste Anlenkmittel (3o), die für eine Schwenkverbindung der Fühlerplatte an den Untergestellmitteln sorgen, und zweite Anlenkmittel (35) aufweisen, die die Untergestellmittel an den stationären Stütz- bzw. Haltemitteln anlenken.ftn9B07/0SU - 5 -
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