DE4140483A1 - Strohballenpresse mit lastpruefvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Strohballenpresse mit einem Verdichterkolben, der mit zwei Kurbeltrieben über einen Getriebeblock parallel angetrieben wird, denen Lastsensoren zugeordnet sind, deren Lastsensorsignal einer Ansteuerung rechts- und linksweisender Richtungsanzeiger in einem Fahrerstand eines Zugfahrzeuges dienen.

Aus der US-PS 45 17 795 ist eine fahrbare Rundballenpresse bekannt, bei der um den zu formenden Ballen, diesen teilweise umschließende, nebeneinander liegende Zuggurte geführt sind, die das vom Boden, dort in Schwaden liegende, durch Aufnehmer eingebrachte, Gut verdichtend zu einem Rundballen formen. An den äußeren Zuggurten sind in deren Spannbereich jeweils ein Lagesensor angeordnet. Die Signale dieser Sensoren geben jeweils ein Maß für den Ladungszustand im Bereich des entsprechenden Gurtes. Diese Signale werden auf zwei nebeneinander angeordneten Zeigerinstrumenten dem Fahrer der Presse zur Anzeige gebracht, so daß dieser aus den Zeigerausschlägen jeweils durch einen Vergleich schließen kann, in welche Richtung er das Fahrzeug lenken muß, um eine gleichmäßige Beladung des Ballenpreßraumes zu erreichen, indem er die Presse so lenkt, daß auf der Seite, wo eine zu geringe Beladung herrscht, bevorzugt die Schwaden aufgenommen werden. Hierbei ist es erforderlich, daß der Fahrzeugführer laufend die Stellungen beider verschwenkten Zeiger gedanklich erfaßt und dann eine Differenzbildung vornimmt, so daß er daraus eine Lenkentscheidung treffen kann, was eine ständige gedankliche Anstrengung verursacht.

Weiterhin ist eine fahrbare Kolben-Strohballenpresse aus der EP 2 57 614 B1 bekannt, in deren Preßraum das in Schwaden aufgenommene Preßgut eingeführt wird und an deren beiden parallelen Pleuelgestängen des Kolbens je ein Lastsensor angeordnet ist, deren Lastsignale, die jeweils in der pressenden Kolbenendstellung auftreten, funktional von einer Entscheidungsvorrichtung, die ermittelt, welches der Signale das größere ist, verarbeitet werden und dann Anzeigevorrichtungen zugeführt sind, mittels derer der Fahrer eine ungleichmäßige Beladung der Preßkammer erkennen kann und auf die einzuschlagende Richtung schließen kann. Insbesondere wird die Differenz der beiden Lastsignale gebildet, und diese werden mit mehreren Schwellwerten verglichen und dann die so gebildeten Signale auf einer gesteuert mehr oder weniger nach rechts, nach links oder in die Mitte weisenden Anzeigevorrichtung ausgegeben, wodurch die Gedankentätigkeit des korrigierenden Lenkers vermindert ist.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Richtungsanzeigevorrichtung an einer fahrbaren Strohballenpresse zu offenbaren, die es dem Fahrer ermöglicht, ohne aufwendige Signalverarbeitungsmittel das Steuern zur gleichmäßigen Lastverteilung bei sehr einfacher Gedankentätigkeit durchzuführen.

Die Lösung besteht darin, daß die beiden Lastsensorsignale jeweils auf den Anzeiger geführt sind, der einen linksweisenden und einen rechtsweisenden Amplitudenanzeigebereich mit eng benachbarten Nullpunkten oder einem gemeinsamen Nullpunkt aufweist, und wobei eine Nullpunktanzeige jeweils bei den Signalen, die bei entlastetem Kolben auftreten, festgelegt ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Eine unsymmetrische Last des Kolbens läßt sich vorteilhaft in bekannter Weise mit zwei Lagesensoren ermitteln, die die Lageabweichungen des Widerlagerträgers des Getriebeblockes messen. Da die Belastung jeweils bei gestreckten Kurbelarmen und Pleuelarmen am größten ist, werden die Maximalmeßwerte zu diesen Zeitpunkten für die anschließende Kurbelumdrehungszeit gespeichert. Hierzu dient z. B. ein elektrischer Kondensator in Verbindung mit einem Spitzengleichrichter und einem Entladewiderstand, der auf ein langsames Entladen des Kondensators über mehrere Kurbelumdrehungszeiten ausgelegt ist.

Es läßt sich auch eine Signalhaltesteuerung vorsehen, die ein Entladen des Kondensators verhindert, wenn das Signal am Lagesensor einen Mindestwert unterschreitet, was während der meisten Zeit der Kurbelumdrehung, insbesondere beim Rücklauf des Kolbens, der Fall ist. Auch kann ein Positionsmelder der Kurbelstellung in bekannter Weise zur Signalübernahmesteuerung zu dem Zeitabschnitt dienen, wenn die Maximallast auftritt.

Eine andere günstige Anordnung der Lagesensoren, die eine Unsymmetrie der Kolbenbelastung erkennen lassen, ist seitlich der Pleuellager am Getriebeblock oder an den Seitenwänden. Dort wird ein seitliches Ausweichen der Kurbelenden entsprechend ihrer Belastung festgestellt. Auch diese beiden Lagesignale werden je in einem Maximalwertspeicher geführt, und die so gespeicherten Maximalwerte werden unmittelbar als die Lastsignale auf Anzeigemittel gebracht.

Wenn die Sensoren am Getriebeblock montiert sind, so wird das Maximum der Signale um so niedriger, je höher die Last ist, da die Kurbelenden zur Seite ausweichen. Bei dieser Anordnung wird jeweils das invertierte Maximumsignal als das Lastsignal zur Anzeige gebracht.

Die Anzeigemittel bestehen vorzugsweise in nebeneinander parallel angeordneten Aussteuerungsanzeigern, so daß der jeweils höher ausgesteuerte Anzeiger direkt eine Richtungsanzeige bildet, die der Fahrzeuglenker unmittelbar wahrnimmt. Die Signale sind dabei vom rechts angeordnetem Sensor zum linken Anzeiger geführt und umgekehrt, so daß ohne weitere Denkarbeit die zu lenkende Richtung wahrgenommen wird, indem jeweils das höhere Lastsignal in die korrigierend einzuschlagende Richtung weist.

In einer weiteren bevorzugten Ausführung ist nur ein Seiten-Lagesensor des Getriebeblockes mit Bezug auf das Pressengehäuse angeordnet. Das dadurch gewonnene Lagesignal wird über einen Maximalwertspeicher direkt auf ein Anzeigeinstrument gegeben, dessen Ruhelager in der Mitte vorgegeben ist und das bei geeigneter Polung in die jeweils korrigierend anzusteuernde Richtung weist oder ausschlägt. Dabei zeigt die Weite des Ausschlages jeweils ein Maß für die vorzunehmende Lenkkorrektur an, da sie jeweils eine Lastunsymmetrie in der einen oder anderen Richtung bezogen auf den Mittelwert repräsentiert.

Das Signal des Seiten-Lagesensors kann vorteilhaft auch nach der Maximumspeicherung direkt zur Steuerung von Ventilen eines hydraulischen Zylinders der Lenkung genutzt werden.

Die Erfindung ist anhand der Fig. 1 bis 4 in vorteilhaften Ausgestaltungen beschrieben.

Fig. 1 zeigt schematisch einen vertikalen axialen Schnitt durch den Vorderteil einer Strohballenpresse;

Fig. 2 zeigt eine Aufsicht einer Strohballenpresse mit geöffnetem Kanal; die Lagesensoren und das Zugfahrzeug sind teilweise gekürzt; die Anzeigen sind schematisiert;

Fig. 3 zeigt eine alternative Last-Signalgewinnung;

Fig. 4 zeigt einen Schaltplan der Vorrichtung.

Fig. 1 zeigt schematisch einen vertikalen Schnitt durch den vorderen Bereich einer fahrbaren Strohballenpresse (1). Das in Schwaden auf dem Boden liegende Stroh (10) wird über den Elevator (11) in den Preßkanal (12) gefördert, in dem der Preßkolben (13) über ein Exzentergetriebe (14) axial hin- und herbewegt wird und kontinuierlich hinten austretende Preßballen (10B) erzeugt. Das Exzentergetriebe (14) ist von einem mit einer Deichsel (15A) angelenkten Zugfahrzeug über eine Zapfwelle (15) mit einem Schneckengetriebe (16) angetrieben. Das Exzentergetriebe (14) ist mit Widerlagerträgern (17, 17A) an der Frontseite (19) und an den Seitenwandungen (18) abgestützt, die sich in den Preßkanal (12) erstrecken. Allseitig in den Preßkanal (12) ragen Bremsklappen (12A, 12B), die mit einem hydraulischen Stellzylinder (20) verschwenkbar sind, so daß der Preßkanalwiderstand steuerbar veränderlich ist.

An der Frontwand (19) sind an beiden Seiten induktive Lagesensoren (210) bezüglich des Widerlagerträgers (17) angeordnet, so daß deren Ausgangssignale eine durch die Abstützung des Exzentergetriebes (14) erfolgendes Zurückdrücken des Widerlagerträgers (17) in dem elastischen Lager (40) signalisieren und somit die von dem Preßkolben (13) über die Pleuelstangen (14P) des Exzentergetriebes übertragenen Preßkräfte angeben.

Fig. 2 zeigt eine Aufsicht auf die geöffnete Presse, bei der die zwei Lagesensoren (210, 211) symmetrisch zur Mittelachse bezüglich des Widerlagerträgers (17) an der Frontwand (19) angeordnet sind. Ihre Lagesignale sind ein Maß für die Belastungen des Kolbens (13) an beiden Seiten. Der Widerlagerträger (17) ist vorteilhaft beidseitig über die elastischen Stützelemente (40, 41) an der Frontwand (19) gelagert, so daß die Lagesensoren (210, 211), die in der Frontwand montiert sind, die Zusammenpressung der Stützelemente (40, 41) signalisieren.

Die Ballenpresse (1) ist über den Lenker (15A) mit dem Zugfahrzeug (5) verbunden, so daß dessen Fahrweg unter Berücksichtigung der Schleppkurve bei Kurvenfahrten den Fahrweg der Ballenpresse (1) bestimmt und somit für die Aufnahme der Schwanden durch den Elevator (11), der sich unterhalb und beidseitig des Preßkanales (12) erstreckt, maßgeblich ist. Da ein symmetrisches Erfassen der Schwaden oder des getrennt liegenden Materials für eine gleichmäßige Pressenauslastung erforderlich ist, werden die Signale der beiden Lagesensoren (210, 211), jeweils über einen Maximalwertspeicher (MS0, MS1) auf die beiden Anzeigevorrichtungen (AL, AR) im Zugfahrzeug (5) geführt, wobei vorzugsweise der Anzeiger (AL) des rechts angeordneten Sensors (210) links zur Fahrtrichtung angeordnet ist und der andere Anzeiger (AR) rechts dazu angeordnet ist.

Fig. 3 zeigt eine eitere Art der Gewinnung von Lastsignalen und zwar aus Lagesignalen an den Kurbelantriebe. Der Getriebeblock (14) ist über Widrelagerträger (17) fest an den Seitenwänden (18) gehalten. Die beiden Lagesensoren (212, 213) sind an dem Getriebeblock (14) gelagert und auf die beiden Kurbellager (42, 43) der beiden Pleuelstangen (14P, 14P1) gerichtet, so daß deren Signale die seitlichen Biegungen der Kurbelarme (14K, 14K1), die unter Last infolge einer Kurbelwellenverbiegung auftreten, angeben. Bei zur Mittelachse unsymmetrischer Last infolge einer unsymmetrischen Gutverteilung im Preßraum wird das eine oder andere Kurbellager (42, 43) verstärkt nach außen gebogen, so daß die gewonnenen Lagesignale, deren Maximalwerte jeweils in der gestreckten Lage der Kurbeln mit den Pleueln aufgenommen und dann gehalten werden, über die Maximalwertspeicher (MS0, MS1) auf die Anzeiger (AL, AR) geführt werden, die der Richtungsanzeige dienen.

Diese beiden Anzeiger (AL, AR) sind vorzugsweise so gestaltet, daß sie als lineare Säulen parallel nebeneinander angeordnet sind und die Signalamplitude den Aussteuerungsgrad bestimmt. Die beiden Nullpunkte korrespondieren in ihrer Lage, und der jeweils weiter ausgesteuerten Anzeiger weist auf die Richtungsangabe links (L) oder rechts (R), die vorzugsweise am Ende des Anzeigers angegeben ist. Diese Art der Anzeigevorrichtung läßt sich sehr einfach durch einen käuflichen Stereo- Aussteuerungsanzeiger verwirklichen.

Alternativ ist die Anzeige der beiden Lastsignale auf einem bekannten Rasteranzeigefeld in einfacher Weise programmgesteuert dargestellt, was besonders dann vorteilhaft ist, wenn die Rasterfeldanzeige und die Steuerungsmittel dafür bereits für andere Zwecke im Fahrerstand vorhanden sind.

Die parallele, lineare Säulenanzeige der Lastmeßwerte erbringt für den Beobachter ohne Nachdenken beim Hinsehen eine unmittelbare Differenzbildung und dadurch eine Richtungsanzeige; ein getrenntes visuelles Aufnehmen der Meßwerte und eine nachfolgende gedankliche Differenzbildung findet nicht statt. Darüberhinaus sind auch die Gesamtlastwerte durch die Anzeigen dargestellt, so daß eine Kontrollinformation über den Betrieb ständig angeboten ist und auch die relative Bedeutung des Lastunterschiedes vom Fahrer erfaßt wird.

Eine weiter Alternative einer unmittelbaren Richtungsanzeige aufgrund einer unsymmetrischen Kolbenlast ist in Fig. 2 strichpunktiert dargestellt. Dabei ist nur ein Seiten-Lagesensor (214) am Boden (50) zwischen den Seitenwänden (18) gehalten und zur Erfassung der seitlichen Lageabweichungen des Getriebeblockes (14) quer zur Kolbenarbeitsrichtung orientiert. Dieser Getriebeblock (14) ist vorzugsweise rückwärtig mit elastischen Elementen (40, 41) abgestützt; jedoch kann auch der Widerlagerträger (17) ausreichend elastisch sein, um eine gut meßbare seitliche Lageveränderung des Getriebeblockes (14) zu erreichen, wenn eine merkliche unsymmetrische Kolbenlast vorliegt.

Das Seiten-Lagesignal dieses Seiten-Lagesensors (214) wird über einen Maximumspeicher (MS) geführt und dann unmittelbar auf eine Anzeigevorrichtung (AI) gegeben, deren Nullstellung mittig ist. Der Zeigerausschlag zeigt bei richtiger Polung des Anzeigerinstrumentes (AI) unmittelbar die geeignete Fahrtrichtung sowie einen Grad der Abweichung an. Somit ist ein extrem einfaches Mittel zur Richtungsanzeige mit nur einem Seiten-Lagesensor (214) und einem Anzeigeinstrument (AI) gegeben. Das so gewonnene Seitenlagensignal des Seitenlagensensors (214) läßt sich nach der Maximalwertspeicherung in dem Maximalwertspeicher (MS) vorteilhaft auch zur automatischen Lenksteuerung verwenden, indem eine Steuervorrichtung (ST) die Ventile eines hydraulischen Lenksteuerzylinders (44) geeignet beaufschlagt, dessen Kolben und Zylinder an der Frontwand (19) und an der Deichsel (15A) angelenkt sind. Das Anzeigtinstrument (AI) dient dann nur einer Überwachung oder als Hilfsmittel für eine übergeordnete Lenkkorrektur am Zugfahrzeug (5).

Fig. 4 zeigt ein Schaltbild der Anzeigevorrichtung. Die Lastsensoren (210, 211) sind als frequenzgespeiste induktive Koppler ausgebildet, wobei deren Koppelgrad von dem jeweiligen Abstand des Sensors zum Beobachtungsobjekt abhängt. Auf diese Weise entsteht am Sensor (210, 211) ausgangsseitig ein in seiner Amplitude lageabhängiges Signal. Dieses wird über den Gleichrichter (G, G1) in den Kondensator (C, C1) gespeichert, wobei ein Entladewiderstand (R, R1) eine langsame Kondensatorentladung über mehrere Kurbelumdrehungszeiten bewirkt, so daß der letzte Maximalwert jeweils zwischengespeichert ist. Dieses in dem Maximumspeicher (MS0, MS1) zwischengespeicherte Signal wird dann als das Lastsignal (SL, SR) auf den nebeneinander angeordneten linearen Anzeigern (AL, AR) zur Anzeige gebracht, wobei die Nullpunkte der Anzeiger (AL, AR) durch einen jeweiligen Mittelwert des Lagesignales bestimmt sind, der als Referenzspannung (REF) durch ein Potentiometer (P) einstellbar geliefert wird.

Bei der dargestellten Schaltung ist davon ausgegangen, daß bei zunehmender Last die Lage des Koppelelementes sich so verändert, daß das ausgekoppelte Signal zunimmt. Falls die Anordnung der Lagesensoren (212, 213), Fig. 3, bei zunehmender Last durch jeweils die zunehmende Entfernung des Kurbellagers vom Sensor ein geringeres Signal abgeben, was an der Ausgestaltung der Anordnung abhängt, so werden die gespeicherten Maximumsignale invertiert auf die Anzeigen geführt, so daß auch in diesem Fall die Anzeiger der Maximallast gemäß ausgesteuert sind.

Anstelle der Amplitude des Signales des induktiven Koppelsensors läßt sich auch ein Dämpfungssignal in bekannter Weise auswerten und zur Anzeige bringen. Auch kann die Gleichrichtung durch einen zeitgesteuerten Schalter vorgenommen werden und der Ableitwiderstand (R, R1) durch eine taktgesteuerten Schaltung ersetzt werden. Die dazu notwendigen Steuertakte können von der Kurbelstellung durch Positionsmelder oder von Schwellwertschaltern gewonnen werden.

Claims (8)

1. Strohballenpresse (1) mit einem Verdichterkolben (13), der mit zwei Kurbeltrieben (14P, 14P1) über einen Getriebeblock parallel angetrieben wird, denen Lastsensoren (210, 211; 212, 213; 214) zugeordnet sind, deren Lastsensorsignal (SL, SR) einer Ansteuerung rechts- und linksweisender Richtungsanzeiger (AR, AL) in einem Fahrerstand eines Zugfahrzeuges (5) dienen, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Lastsensorsignale (SL, SR) jeweils auf den Anzeiger (AL, AR) geführt sind, der einen linksweisenden und einen rechtsweisenden Amplitudenanzeigebereich (AL, AR) mit eng benachbarten Nullpunkten oder einem gemeinsamen Nullpunkt aufweist, und wobei eine Nullpunktanzeige jeweils bei den Signalen (SL, SR), die bei entlastetem Kolben (13) auftreten, festgelegt ist.

2. Strohballenpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigevorrichtung (AL, AR) aus zwei linearen Anzeigesäulen besteht, die nebeneinander parallel und in ihrer Anzeigerichtung gleichorientiert angeordnet sind und ihre Nullpunkte korrespondierend nebeneinander liegen.

3. Strohballenpresse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lastsensorsignale (SL, SR) mittels Lagesensoren (210, 211) an Kurbelgetriebewiderlagern gewonnen werden, deren Lagesensorsignale in Maximalwertspeichern (MS0, MS1) über eine Kurbelumdrehungszeit zwischengespeichert werden und von dort unmittelbar den beiden Anzeigern (AL, AR) einzeln zugeordnet zugeführt erden, wobei das rechts gewonnene Lastsensorsignal (SR) an den linken Anzeiger (SL) und das links gewonnene Lastsensorsignal (SL) an den rechten Anzeiger (AR) angeschlossen ist.

4. Strohballenpresse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß den Anzeigern (AL, AR)als ein Referenzsignal (REF), das die Nullpunktlage der Anzeigen (AL, AR) bestimmt, ein einem bei unbelastetem Kolben (13) auftretendes Lagesensorsignal entsprechendes Signal zugeführt ist.

5. Strohballenpresse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Maximalwertspeicher (MS0, MS1) aus einem Spitzengleichrichter (G, G1) mit einem nachgeschalteten Speicher-Kondensator (C, C1) und einem parallelen Entladewiderstand (R, R1) besteht, wobei die Zeitkonstante aus dem Speicherkondensator (C, C1) mit dem Entladewiderstand (R, R1) mehrere Kurbelumdrehungszeiten beträgt.

6. Strohballenpresse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lastsensoren (212, 213) seitlich der beiden Pleuellager (42, 43) querorientiert angeordnet sind und als Lagsensoren ausgebildet sind, deren jeweiligen maximalen Lagesensorsignale in Maximalwertspeichern (MS2, MS3) über eine Kurbelumdrehungszeit zwischengespeichert werden und von dort unmittelbar oder invertiert den beiden Anzeigern (AL, AR) einzeln zugeordnet zugeführt werden, wobei jeweils das Lastsensorsignal, das links eine hohe Last angibt, auf den rechten Anzeiger (AR) und das andere Lastsensorsignal auf den linken Anzeiger (AL) geschaltet sind.

7. Strohballenpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lastsensorsignale von einem Seiten-Lagesensor (214) erzeugt werden, der am Boden (50) oder zwischen Seitenwänden (18) der Presse angeordnet ist und der auf ein kolbenseitiges Ende des Geriebeblockes (14), quer abstandmessend gerichtet ist, und das jeweils maximale Lagesensorsignale in einem Maximalwertspeicher (MS) über eine Kurbelumdrehungszeit gespeichert wird und das so gewonnene Lastsensorsignal einem Anzeigeinstrument (AI) zugeführt wird, dessen Nullpunkt über eine andererseits eingespeiste Referenzspannung mittig liegt und dessen Anzeigerichtung so gepolt ist, daß bei einer zunehmenden Verlagerung des Getriebeblockes (14) nach rechts infolge einer erhöhten Last im rechten Kurbelgetriebe (14P) die Anzeige nach links gerichtet ausschlägt oder anzeigt und bei einer links erhöhten Last nach rechts ausschlägt.

8. Strohballenpresse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagesensorsignal des Seiten- Lagensensors (14) über eine Steuervorrichtung (ST) einen Hydraulikzylinder (44) fahrtrichtungskorrigierend beaufschlagt, der zwischen einer Deichsel (15A) und der Frontseite (19) der Strohballenpresse (1) angelenkt ist.