DE2734766A1

DE2734766A1 - Vorrichtung zum pressen von material

Info

Publication number: DE2734766A1
Application number: DE19772734766
Authority: DE
Inventors: Robert Valentine Chaplin
Original assignee: National Research Development Corp UK
Current assignee: National Research Development Corp UK
Priority date: 1976-08-03
Filing date: 1977-08-02
Publication date: 1978-02-16
Also published as: FR2360413A1

Description

Beschreibung

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-

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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- ftnflBD7/0814 - io -

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-

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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

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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

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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

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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 -

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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

National Research Development Corporation, Kingsgate House, 66/74 Victoria Street, LONDON, SW 1

Vorrichtung zum Pressen von Material

Patentansprüche

ΐΛVorrichtung 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.

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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.

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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)

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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.

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