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Diese Erfindung bezieht sich auf eine Maschine zum Formen von
zylindrischen Gutballen mit einer Volumen variablen
Ballenformkammer und einem hydraulischen System, das eine
Kolbenzylindereinheit aufweist, die derart aufgebaut ist, daß ein erstes Ende
von ihr dem Anwachsen des genannten Volumens Widerstand bietet,
und die mit einer ersten Leitung verbunden ist, die an eine
Bezugsquelle von unter Druck stehender hydraulischer Flüssigkeit
anschließbar ist, wobei Ventilmittel in der ersten Leitung, die
einen einwegigen Fluß zu dem ersten Ende der Einheit erlauben,
und ein erstes Überdruckventil vorgesehen sind, das zwischen den
Enden der Einheit stromabwärts des Ventilmittels angeordnet ist,
um bei einem vorherbestimmten Druck in dem ersten Ende der
Zylindereinheit zu entsperren.
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Von einem Schlepper gezogene Maschinen zum Formen großer
zylindrischer Ballen aus Heu (sogenannte "Rundballenpressen") sind
allgemein bekannt. Wenn die Maschine vorwärts bewegt wird, wird
das Gut von einem pick-up Mechanismus aus einem Schwad entfernt
und nach rückwärts in eine Ballenformkammer abgeliefert, wo es
um sich rund in einem Ballen gerollt wird.
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Bei einer Ausführungsform einer solchen Maschine wird die
Ballenformkammer durch Bahnen von Riemen definiert, die sich zum
Vergrößern der Kammer nach außen bewegen, um einen anwachsenden
Ballen aufnehmen zu können. Die Riemen sind über Rollen gezogen,
die mit einem Antrieb verbunden sind. Ein Paar Rollen ist an der
Oberseite der Kammer vorgesehen, und diese Rollen werden an jeder
Maschinenseite von einem verschwenkbaren Spannarm getragen, so
daß die beiden Rollen nach oben verschwenken können, wenn der
Umfang des Ballens sich vergrößert. Die Spannarme sind an
hydraulische Kolben- und Zylindereinheiten angeschlossen, die der nach
oben gerichteten Bewegung ausreichend entgegenwirken, damit
sichergestellt ist, daß ein fester Ballen geformt wird.
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In den meisten Fällen ist ein gleichmäßig fester Ballen äußerst
wünschenswert. Jedoch ist es in einigen Bedingungen nützlich, daß
der Kern (oder sogar der gesamte Ballen) eine geringe Festigkeit
aufweist oder "weich" ist. Solche Bedingungen sind beispielsweise
gegeben, wenn das Gut in einem feuchten Zustand gepreßt wird und
nachfolgend heiße Luft durch den fertigen Ballen geblasen wird,
um die überschüssige Feuchtigkeit zu reduzieren. Diese Behandlung
ist bei einem lockeren Ballen naturgemäß wirksamer. Gewisse
spezielle Anwendungen machen auch einen weicheren Ballen
wertvoll, zum Beispiel eine Maschine zum Zerkleinern von Stroh, bevor
dieses in Beete zur Aufzucht von Pilzen eingesetzt wird, wird
diese Art Ballen leichter annehmen.
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Der hydraulische Kreislauf mit den Kolben- und Zylindereinheiten,
die, wie vorstehend ausgeführt wurde, die Spannarme bremsen,
weist Flüssigkeitsleitungen auf, die von Schnellkupplern, die mit
einer hydraulischen Bezugsquelle an dem die Presse ziehenden
Schlepper verbunden sind, zu den kolbenstangenseitigen und
kolbenseitigen Enden der entsprechenden Einheiten führen. Der Druck
in den kolbenstangenseitigen Enden widersetzt sich dem Ausfahren
der Einheiten und ermöglicht daher die Bremswirkung an den
Spannarmen. Damit ergibt die Steuerung dieses Druckes eine Steuerung
der Festigkeit des Ballens.
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In der bekannten "550" Rundballenpresse, die von Deere & Company
hergestellt und vertrieben wird (vergl. auch EP-A-0 130 258),
wird der Druck wie folgt gesteuert. Ein Rückschlagventil ist in
der Flüssigkeitsleitung vorgesehen, die von einem der Kuppler zu
den kolbenstangenseitigen Enden führt und einen Fluß in Richtung
der kolbenstangenseitigen Enden erlaubt. Die
kolbenstangenseitigen und kolbenseitigen Enden sind durch eine Leitung verbunden,
die von einer Stelle stromabwärts des Rückschlagsventils zu den
kolbenseitigen Enden führt und in der ein einstellbares
Überdruckventil für die Ballenfestigkeit vorgesehen ist. Die
Einstellung der Öffnung dieses letztgenannten Ventils, typischer
Weise auf 180 bar, bestimmt den Druck, bei welchem die
kolbenstangenseitigen Enden entlastet werden und damit die Festigkeit
des zu formenden Ballens.
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Es ist wünschenswert, in der Lage zu sein, den Druck in den
kolbenstangenseitigen Enden zu verringern, um, wenn es
erforderlich ist, weichere Ballen (oder Kerne) herzustellen und dennoch
die Fähigkeit der Maschine beizubehalten, feste Ballen zu
produzieren.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist das Ventilmittel zwischen
einer Stellung, die den genannten einwegigen Fluß erlaubt, und
einer Stellung verstellbar, die einen freien Fluß zu und von dem
ersten Ende erlaubt, verbindet eine zweite Leitung die der
Bezugsquelle zugelegene Seite des Ventilmittels mit dem zweiten
Ende der Einheit und ein zweites Überdruckventil ist in der
zweiten Leitung vorgesehen, um bei einem vorherbestimmten zweiten
Druck in der ersten Leitung zu entsperren, wenn das Ventilmittel
in seine Stellung für freien Fluß verbracht wurde, wobei der
erste Druck wesentlich größer ist als der zweite Druck.
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Diese Ausbildung erlaubt die Herstellung eines festen Ballens,
wenn sich das Ventilmittel in der Stellung für den einwegigen
Fluß befindet, und eines Ballens (oder Kerns) mit einer
Mindestfestigkeit in der Stellung für freien Fluß.
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Bevorzugt ist das Ventilmittel so angeordnet, daß es von einem
Fahrer von seinem Fahrerplatz aus in einem die Maschine ziehenden
Schlepper gesteuert werden kann. In diesem Fall kann das
Ventilmittel magnetgesteuert sein.
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Eine Ausführung der Erfindung wird nun mit Bezug auf die
begleitenden schematischen Zeichnungen beschrieben, in denen
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Fig. 1 eine Ansicht von der linken Seite einer Maschine zum
Formen großer zylindrischer Ballen aus Heu, die nur
gewisse Details zeigt, und eines darauf überlagerten
elektrischen Schaltkreises ist und
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Fig. 2 ein Diagramm eines hydraulischen Schaltkreises für die
Maschine nach Fig. 1 zeigt.
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In Fig. 1 weist die Presse einen Hauptrahmen 10 auf, der auf
einem Paar Räder 12 befestigt ist. Der Hauptrahmen hat an jeder
Seite eine hochstehende und sich längs erstreckende Wand 14, die
über Querträger (nicht dargestellt) miteinander verbunden sind.
Eine Zugdeichsel 16 ist mit einem Querträger vorne an dem Rahmen
10 angeschlossen und erstreckt sich nach vorne, um die Presse an
einen Schlepper (ebenfalls nicht dargestellt) anschließen zu
können, der die Maschine zieht.
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Eine Vielzahl von seitlichen Rollen erstreckt sich über die
Breite der Maschine. Ein Satz Rollen 18, 20, 22, 24, 26, 28 ist
in den Seitenwänden 14 gelagert, während ein weiterer aus Rollen
30, 32, 34 bestehender Satz in einem verschwenkbaren Gatter 36
gelagert ist. Auch sind noch zwei Kammer begrenzende Rollen 38,
40 und zwei Riemen aufnehmende Rollen 42, 44 vorgesehen.
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Sechs Gummiriemen 46 sind nebeneinander um die Rollen gezogen,
um mit Ausnahme der Rolle 18, die als eine Abstreifrolle dient,
die dargestellte Konfiguration zu schaffen, und sie bewegen sich
in der durch die Pfeile 48 angegebenen Richtung, wobei die Rolle
18 mit Bezug auf die Fig. 1 entgegen dem Uhrzeigerdrehsinn
angetrieben ist. Allerdings ist nur jeder zweite Riemen um die untere
und vorderste Rolle 22 gezogen, während die übrigen Riemen diese
Rolle umgehen, um eine gestaffelte Anordnung zu schaffen, die für
die vorliegende Erfindung nicht von Bedeutung ist, aber in
unserer EP-B-0 070 537 beschrieben ist. Sich nach oben erstreckende
Turms 50, 52 der Riemen 46 definieren eine Ballenformkammer 54,
deren Enden durch die Seitenwände 14 und das Gatter 36 bestimmt
sind und die einen Einlaß 56 für Gut aufweist, das von einer
unter ihr liegenden pick-up 58 aufgegeben wird.
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Um sich dem sich vergrößernden Durchmesser eines anwachsenden
Ballenkerns anpassen zu können, muß sich die Größe der Kammer
ebenfalls vergrößern, und eine Riemenaufnahme- und
Spannvorrichtung ist an jeder Seite der Maschine vorgesehen. Diese
Vorrichtung umfaßt: ein Paar sich nach rückwärts erstreckender
Spannarme, die an einer sich quer und horizontal erstreckenden Welle
60 am vorderen Ende des Hauptrahmens 10 starr angeordnet sind,
wodurch eine Schwenkverbindung für die Arme geschaffen ist und
von denen nur der rechte Arm 62 dargestellt ist; die die Riemen
aufnehmende Rolle 42, die mit ihren Enden von einem
Zwischenbereich der Arme 62 getragen ist; und das Paar die Kammer
begrenzender Rollen 38, 40, die von den freien Enden der Arme getragen
werden. Die Arme sind entgegen dem Uhrzeigerdrehsinn (Fig. 2)
durch ein Paar Federn vorgespannt, wobei eine Feder an jeder
Seite des Hauptrahmens 10 vorgesehen ist, nur die auf der rechten
Seite vorgesehene Feder 64 dargestellt ist und wobei nur deren
Anordnung beschrieben wird, da die Anordnung der anderen Feder
ähnlich ist. Die Feder 64 ist mit ihrem unteren Ende über ein
Kabel 66, das über eine Rolle 68 läuft, mit einem Armabschnitt
70 des Armes 62 verbunden, wobei der Abschnitt 70 mit der
Lagerwelle 60 starr verbunden ist, und mit ihrem oberen Ende über ein
über eine Rolle 74 geführtes Kabel 72 an den einen Schenkel eines
Winkelhebels 76 angeschlossen, dessen anderer Schenkel das eine
Ende der Aufnahmerolle 44 aufnimmt. Das freie Ende des
Armabschnittes 70 ist an einer Stelle 78 an die Kolbenstange einer
Kolbenzylindereinheit 80 angeschlossen, die den Arm 62
beaufschlägt und deren Zylinder wiederum an einer Stelle 82 an den
Rahmen 10 angeschlossen ist; eine ähnliche Anordnung ist an der
linken Seite der Maschine vorgesehen.
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Eine weitere Kolbenzylindereinheit 84 (auf jeder Seite der
Maschine) ist zwischen Anschlußstellen 86, 88 an dem Gatter 36 und
dem Hauptrahmen 10 zum Öffnen und Schließen des Gatters
angeordnet. Der Einfachheit halber werden die Einheiten 84 als
Gatterzylinder und die Einheiten 80 als Spannzylinder bezeichnet.
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Nachfolgend wird die Ausbildung des relevanten hydraulischen
Kreislaufes beschrieben. In Fig. 2 verbinden Schnellkuppler 90,
92 den gezeigten hydraulischen Kreislauf mit einer Bezugsquelle
von unter Druck stehender hydraulischen Flüssigkeit am Schlepper.
Der Schnellanschluß 90 ist unmittelbar über eine Leitung 94 an
die kolbenstangenseitigen Enden der Gatterzylinder 84 und über
ein normalerweise geschlossenes, schieberartiges,
pilotgesteuertes
und Solenoid betätigbares Zweiwegesteuerventil 96 an die
kolbenstangenseitigen Enden der Spannzylinder 80 angeschlossen.
Der Schnellkuppler 92 ist über eine Leitung 98 an die
zylinderseitigen Enden der Spannzylinder 80 und über ein manuell
verschließbares Ventil 100 an die zylinderseitigen Enden der
Gatterzylinder 84 angeschlossen. Die Leitung 94 ist vor dem
Steuerventil 96 an die Leitung 98 über ein auf geringen Druck
ansprechendes Überdruckventil 102 und hinter dem Steuerventil 96
ebenfalls an die Leitung 98 über ein einstellbares und auf hohen
Druck ansprechendes Überdruckventil 104 angeschlossen.
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Die Steuerung des Solenoids des Ventils 96 erfolgt über einen
elektrischen Schaltkreis 106, der in Fig. 1 dargestellt ist und
in dem das Solenoid (d. h. die Solenoidspule) des Ventils 96, ein
automatischer Ballengrößenschalter 108 im Bereich des Spannarms
62 an der Ballenpresse und ein von Hand betätigbarer Schalter 110
in einer Monitorbox 112 in der Fahrerkabine des Schleppers mit
einer elektrischen Bezugsquelle 114 am Schlepper in Reihe
geschaltet sind.
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Damit wird bei geschlossenen Schaltern 108 und 110 das Solenoid
des Ventils 96 erregt und das Ventil 96 in seine Stellung für
vollen Durchfluß verstellt und, wenn einer oder beide Schalter
offen sind, wird der Schaltkreis zu dem Solenoid unterbrochen und
das Ventil 96 wird in seine Stellung für einen Durchfluß in einer
Richtung zurückkehren.
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Der Schalter 108 wird in Abhängigkeit von der Stellung des
Stellarms 62 während dessen Schwenkung betätigt. Im einzelnen öffnet
ein kurzer Auslösearm 116, der mit der Welle 60 fest verbunden
ist und daher zusammen mit dem Spannarm 62 verschwenkt, den
Schalter 108 aus seiner geschlossenen Ruhestellung, wenn der
Spannarm 62 auf einen erforderlichen vorherbestimmten Winkel
geschwenkt hat. Der Auslösearm 116 und der Spannarm 62 sind
relativ einstellbar, so daß dieser Winkel nach Wahl der
Bedienungsperson für die Größe des Ballenkerns variiert werden kann.
Der Schalter 110 in der Monitorbox 112 löst noch ein Signallicht
aus, das aufleuchtet, wenn der Schaltkreis 106 geschlossen ist.
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Die Wirkungsweise des hydraulischen Kreises wird nachfolgend
beschrieben.
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Das Steuerventil 96 ist in einer (Rückschlagventil) Stellung bei
nicht erregtem Solenoid dargestellt, in der ein Fluß der
Flüssigkeit in einer Richtung von dem Schnellkuppler 90 zu den
kolbenstangenseitigen Enden der Spannzylinder 80 ermöglicht ist,
wobei der Schalter 110 offen ist. Befindet sich das Ventil 96 in
dieser Stellung, so wird ein fester Ballen geformt. Das
einstellbare Überdruckventil 104 ist zum Beispiel auf 180 bar
eingestellt, und bei Erreichen dieses Druckes wird es die
kolbenstangenseitigen und zylinderseitigen Enden der Spannzylinder 80
miteinander verbinden (und auch die kolbenstangenseitigen Enden
der Gatterzylinder 84 hiermit, wenn sich das von Hand
verschließbare Ventil 100 in seiner Stellung in Fig. 2 befindet).
In dieser Stellung setzen die Spannzylinder 80 der nach oben
gerichteten Schwenkbewegung der Spannarme 62 einen ausreichend
hohen Widerstand entgegen und damit auch der Ausdehnung der
Ballenkammer 54, damit ein fester Ballen geformt wird.
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Wird ein weicher Ballen gewünscht, dann muß bei Beginn des
Ballenformvorganges das Solenoid des Ventils 96 erregt werden, um
das Ventil in seine Stellung für freien Durchfluß zu verbringen,
d. h. die Bedienungsperson schließt den Schalter 110 in seinem
Monitor 112. Hierdurch wird das Überdruckventil 104 umgangen, das
den vorstehend erwähnten hohen Öffnungsdruck aufweist, und die
Steuerung des Druckes in den kolbenstangenseitigen Enden der
Spannzylinder 80 wird von dem Überdruckventil 102 übernommen, das
so eingestellt ist, das es bei beträchtlich niedrigerem Druck,
z. B. bei nur 50 bar, öffnet. Damit werden die Spannzylinder 80
der Bewegung der Spannarme 62 weit weniger entgegenwirken und ein
weicher Kern wird geformt. Die Einstellung des Ventils 102 auf
den niedrigen Druck von 50 bar entspricht dem Wert der
Druckdifferenz, die zwischen den kolbenstangenseitigen und
zylinderseitigen Enden der Zylinder 80 erforderlich ist, um die Kolbenstangen
einfahren zu können.
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Bei der gewählten Kerngröße erreicht der Spannarm 62 den
vorherbestimmten Winkel, der für den Auslösearm 116 erforderlich ist,
um den Ballengrößenschalter 108 öffnen zu können, so daß der
Schaltkreis 106 unterbrochen wird, was das Erregen des Solenoids
des Ventils 96 beendet und bewirkt, daß das Ventil in seine
Stellung für den Durchfluß in einer Richtung zurückkehrt.
Befindet sich das Ventil in dieser Stellung, wird die Steuerung des
Druckes in den kolbenseitigen Enden der Spannzylinder wieder von
dem Überdruckventil 104 mit dem hohen Druck übernommen, und die
Festigkeit des äußeren Ballenabschnittes, der hergestellt wird,
ist hoch.
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Sollte der Fahrer die Herstellung eines vollständig weichen
Ballens wünschen, muß der Schaltkreis während des gesamten
Formvorgangs geschlossen gehalten werden. Er schließt den
Steuerschalter 110 zunächst wie bisher, stellt aber die relativen
Stellungen des Auslösearms 116 und des Ballengrößenschalters 108
so ein, daß der Arm während des gesamten Schwenkvorgangs nicht
in der Lage ist, den Schalter 108 zu öffnen.