DE69522816T2 - Kombinierte presse- und wickelgerät für zylindrische körper - Google Patents

Description

• In den letzten Jahren haben wir einen weitverbreiteten Trend beobachten können, wonach so genannte Rundballen oder andere große Ballen aus halbgetrocknetem Gras einzeln in Kunststoff-Folie verpackt werden, um auf der Grundlage der natürlichen anaeroben Milchsäuregärung und wahlweise unter Zusatz von Inhibitoren die Produktion von Milchsäure zu verstärken. Dies hat mehr oder weniger die Futterbereitstellung für Rinder und andere Tiere, die dieses ausgezeichnete Futter verdauen können, revolutioniert. Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verdichten und Verpacken derartiger loser Masse gemäß der Präambel aus Anspruch 1.
• Früher war dies ein Vorgang mit vielen einzelnen Schritten, zu denen das Mähen, das Aufbereiten/Schneiden, Umdrehen, Harken, Verdichten, das Auswerfen eines verdichteten Ballens auf eine Wiese, das Transportieren des verdichteten Ballens zu einem Aufbewahrungsort, das Verpacken des verdichteten Ballens in Kunststoff mit Hilfe einer separaten Maschine, das Abkippen des verpackten Ballens, das Aufnehmen und wahlweise das Stapeln des verpackten Ballens an einem Speicherort mittels einer geeigneten Ballentransportvorrichtung gehörte.
• Nach dem Stand der Technik sind Vorrichtungen bekannt, die das Verdichten und Verpacken mittels einer einzigen Maschine ermöglichen. Ein derartiges Beispiel ist in DE 3.805.224 abgebildet, worin eine Verdichtungs- und Verpackungsmaschine zu sehen ist, deren Presskammer mit fahrbaren Rollen zum Drehen des Ballens um eine horizontale Achse ausgestattet ist. Die Presskammer umfasst einen oberen und einen unteren Teil. Der obere Teil kann vertikal angehoben werden, sodass ein Bereich um den Mittelteil des Ballens herum freigelegt wird. Darüber hinaus verfügt die Vorrichtung über einen Wickelarm, der eine Kunststoffrolle trägt. Der Arm ist derart um die vertikale Achse drehbar, dass mehrere Kunststoffschichten um den Ballen gewickelt werden können. Gleichzeitig werden die Rollen im unteren Teil der Kammer angetrieben, wodurch sich der Ballen langsam um eine horizontale Achse dreht.
• Aufgrund ihrer Größe ist die Vorrichtung nicht sehr praktisch.
• Der Wickelarm muss sich über den äußersten Punkt (Ecke) der oberen Presskammer hinausbewegen. Deshalb muss der Arm recht weit von der Drehachse weg herausgefahren werden; und zwar weit über den äußersten Punkt des Ballens hinaus, weshalb die Außenabmessungen der Vorrichtung unerwünscht groß sein müssen.
• Zudem macht das Anheben des oberen Kammerteils das Anheben der Zylinder erforderlich, die ohnehin schon weit über die Maschine nach oben hinausragen. Diese stellen sehr schnell ein Hindernis dar, z.B. wenn die Vorrichtung innerhalb eines Schobers etc. benötigt wird, dessen Deckenhöhe begrenzt ist.
• Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, eine Reihe der oben erwähnten Arbeitsschritte in einem einzigen Vorgang zu vereinen, wodurch sich der Arbeitsaufwand im Falle der Einzelverpackung großer Ballen, z.B. aus Gras für Bauern und landwirtschaftliche Unternehmen, erheblich verringert. Auf jeden Fall wird es dadurch möglich, dass ein Mann und ein Traktor die Verdichtung und Verpackung in einem einzigen Arbeitsschritt ausführen, was für Einzelunternehmer extrem nützlich wäre. Zugleich wird mit der Erfindung beabsichtigt, die Konstruktion der Vorrichtung zu vereinfachen und sie somit kompakter und zuverlässiger zu machen. Die Merkmale der Erfindung sind in der kennzeichnenden Klausel aus dem nachstehenden Anspruch 1 angegeben.
• Mit der vorliegenden Erfindung entsteht eine viel kompaktere Vorrichtung. Die durch eine sich nicht drehende obere Kammer bedingten großen Außenabmessungen werden umgangen, indem die Wickelarme so dicht wie möglich an der Drehachse auf der oberen Hälfte der Kammer angeordnet werden, wo sie sich mit der oberen Hälfte der Kammer zusammen drehen.
• Da der Rahmen der Vorrichtung unterteilt ist, ist es möglich, die Hubzylinder in der eigentlichen Rahmenstruktur unterzubringen, wodurch das Herausragen der Hubzylinder weit nach oben vermieden wird.
• Nun wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher beschrieben, wobei:
• Fig. 1 eine Ansicht der Vorrichtung in Verpackungsposition von hinten zeigt,
• Fig. 2 selbige in Seitenansicht zeigt,
• Fig. 3 eine Seitenansicht der Vorrichtung in Verdichtungsposition ist,
• Fig. 4 die Vorrichtung in Draufsicht zeigt und
• Fig. 5 eine andere Ausführungsform der Vorrichtung mit dem Auswurfmechanismus zeigt.
• Fig. 1 zeigt eine Verdichtungs- und Verpackungsvorrichtung 1, die aus einem Rahmen 2 besteht, der in eine untere Hälfte 3 und eine obere Hälfte 4 des Rahmens untergliedert ist. Im Rahmen 2 sind eine untere Presskammer 5 und eine obere Presskammer 6 untergebracht. Zwischen den Presskammern ist Platz für einen Ballen 7, der verdichtet und verpackt wird.
• Die obere Hälfte 4 des Rahmens kann in Bezug auf die untere Hälfte 3 des Rahmens mit Hilfe hydraulischer Zylinder 8, z.B. mit zwei derartigen Zylindern, angehoben bzw. nach unten gefahren werden.
• Weiterhin wird die obere Presskammer 6 in der oberen Hälfte 4 des Rahmens mit Hilfe einer Vorrichtung wie einem elektrischen Motor 10 drehbar um eine Achse 9 herum gehalten. An den Seiten der oberen Presskammer sind mindestens ein, vorzugsweise jedoch zwei Wickel- bzw. Haltearme derart angebracht, dass sie sich so dicht wie möglich an der Achse 9 befinden.
• An den äußeren Enden 12 tragen die Arme 11 jeweils eine Folienrolle 13. Die Arme 11 und die Folienrollen 13 drehen sich zusammen mit der oberen Presskammer während der Rotation der Kammer um die Achse 9, und die Arme 11 mit den Folienrollen 13 beschreiben einen Zylinder, dessen Außenfläche 14 (siehe Fig. 4) innerhalb der Zylinder 8 angeordnet ist. Es ist jedoch nicht unbedingt notwendig, dass sich die Oberfläche 14 an den Seiten innerhalb des Rahmens 2 befindet. Im vorliegenden Fall kann sie jedoch durch die Öffnungen in den Rahmen gelangen, sodass die Außenabmessungen des Rahmens 2 weiter verringert werden können.
• Die obere und untere Presskammer 5, 6 sind auf den nach innen gekehrten Flächen herkömmlicherweise mit einer Reihe von Rollen 15 versehen. Diese sind fahrbar, sodass zuerst der Ballen komprimiert und anschließend während des Verpackens gedreht werden kann.
• Des Weiteren kann die Vorrichtung Ausrüstungen, beispielsweise Räder 16, eine Auffangeinrichtung 17 (siehe Fig. 2) für Gras, etc. und eine Rolle 18 aufweisen, die sich zum Verpacken der Mantelfläche des Ballens vor dem eigentlichen Verpacken mittels Folienrollen 13 eignet.
• Fig. 3 zeigt die Position, in der der Presskammerteil 6 in der abgesenkten Position steht. Bei den Armen 11 handelt es sich um Teleskoparme, die sich entweder durch aktive Betätigung der Einfahrvorrichtung einfahren lassen, z.B. mit Hilfe einer Hydraulik, oder mit Hilfe der Rollen, die beim Absenken der Kammer 6 mitwirken, wodurch die Arme 11 eingefahren werden.
• Fig. 4 zeigt eine Draufsicht der Vorrichtung. Hierbei ist die Kammer 6 um 90º zu der Kammer 5 gedreht. Es wird deutlich, dass der von den Rollen 13 beschriebene Kreis 14 innerhalb der Zylinder 8 liegt. Wenn die Kammer 6 während der Drehung der Arme 11 unbeweglich bleiben würde, könnten die Rollen 13 die Ecke 20 von Kammer 6 nicht passieren. Somit müssten die Arme erheblich weiter von der Drehachse 9 entfernt angebracht werden, was wiederum zur Folge hätte, dass die Zylinder weiter nach außen bewegt werden müssten, wodurch die Außenabmessungen des Rahmens 2 größer würden.
• Im Wesentlichen funktioniert die erfindungsgemäße Vorrichtung wie nachfolgend beschrieben:
• Am Tag 1 wird eine Graswiese gemäht. Der Zeitpunkt wird ausgewählt, weil der Zuckergehalt des Grases während eines 24-stündigen Zeitraums zu diesem Zeitpunkt am höchsten ist. Bei normalem Wetter kann das gemähte Heu etwa 24 Stunden später verdichtet werden, wenn der Gehalt des Grases an trockenen Feststoffen zwischen 30 und 50% liegt, was sich innerhalb der Grenzwerte für eine angemessene Milchsäuregärung befindet, wobei das Risiko der Butterbildung, der Essigsäuregärung oder der Schimmelbildung minimal ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 wird auf das Feld hinausgefahren, um das gemähte Heu mit einem so genannten Aufnehmer 17 oder mit einem anderen Einsammelverfahren, z.B. durch Einblasen in die Kammer 5, 6, einzubringen.
• Bevor das zusammengetragene Material in die rotierenden Presskammern 5, 6 eingeleitet wird, während gleichzeitig das bereits in der Kammer 5, 6 befindliche Material durch Drehung der Rollen 15 in derselben Richtung gepresst wird, kann es günstig sein, das Material auf eine Länge von 5 bis 15 cm zu zerschneiden, wodurch sich die Dichte des Ballens 7 dramatisch erhöht, der Luftgehalt verringert wird und das Gewicht der trockenen Feststoffe in den Ballen 7 zunimmt, was im Hinblick auf den Verbrauch an Kunststoff, auf die Futterqualität und die gesicherte Gärung von großem Vorteil ist.
• Wenn die Masse in der Kammer 5, 6 die gewünschte Dichte erreicht hat, wird das Ende einer Rolle 18 mit Kunststoff-Folie oder Ähnlichem in die Ballenkammer 5, 6 eingeführt und mit den Rotationsrollen 15 in die Kammer hineingezogen, wobei zugleich der verdichtete Ballen 7 von außen umwickelt wird. Nach zwei bis vier Umdrehungen wird die Folie automatisch mit einer Schneid-/Haltevorrichtung (nicht abgebildet) abgeschnitten.
• Bei langem, nicht zerkleinertem Gras ist es nicht erforderlich, die Mantelfläche zu umwickeln, wenn die Drehung der Rollen 15 in der unteren Kammer 5 solange verzögert wird, bis die Rollen 15 in der oberen Kammer 6 eine halbe bis eine ganze Umdrehung absolviert haben. Dadurch wird eine separate Umwicklung der Mantelfläche unnötig, es wird noch mehr Zeit gespart, wenngleich der Verbrauch an Kunststoff etwas zunimmt.
• Anschließend wird der obere Rahmenteil 4 vertikal mit z.B. den Hubzylindern 8 angehoben, sodass ein Abstand zwischen den Kammern 5, 6 entsteht, der größer als die Breite des Verpackungsfilms ist. Die Enden des Verpackungsfilms werden von einer Halte-/Schneidvorrichtung (nicht abgebildet) gehalten und die obere Presskammer 6 mit dem/den fest daran angebrachten Kunststoffwickelarm(en) 11 wird um die vertikale Achse 9 in Drehung versetzt. Nun rollt der Kunststoff von der Rolle/den Rollen 13 ab und wird um den Ballen 7 gewickelt, während zugleich die Rollen 15 der unteren Presskammer 5 die Drehung des Ballens um seine horizontale Lenkachse sicherstellen. Diese Kammer 5 sollte sich mit einer Geschwindigkeit drehen, die es ermöglicht, dass pro vollständiger Umdrehung der oberen Kammer 6 knapp über 50 % der Breite des Verpackungsfilms überlappt werden.
• Wenn der Ballen 7 mit der gewünschten Anzahl von Schichten umwickelt worden ist, wird die Rotation der oberen Kammer 6 in einer Position angehalten, in der der obere Rahmenteil 4 mit der oberen Kammer 6 in abgesenkter Stellung auf die untere Kammer 5 in Verdichtungsposition stößt. Der Schneid-/Haltemechanismus für die Verpackungsfolie wird in Gang gesetzt, die Folie wird an der Ballenseite des Schneid-/Haltemechanismus abgeschnitten, und der obere Rahmenteil 4 mit der oberen Kammer 6 wird wieder nach oben gefahren. Das Ende der Folie auf den Folienrollen 13 wird gehalten, während die untere Kammer 5 um einen Rotationspunkt 19 unten am Boden der Presskammer 5 nach hinten gekippt wird, und der Ballen 7 rollt auf den Erdboden heraus, wo ein Traktor mit der geeigneten Vorrichtung den fertigverpackten Ballen 5 aufnimmt, ohne dabei die Verpackung zu beschädigen, damit er am Rand des Feldes oder an dem Futterort gelagert wird.
• Fig. 5 zeigt eine alternative und bevorzugte Ausführungsform des Auswurfmechanismus. Hierbei wird nur jener Teil 21 der unteren Kammer mit den Rollen 22 hinter dem niedrigsten Punkt der unteren Kammer 5 abgesenkt. Anschließend rollt der Ballen rein durch die Schwerkraft aus der Kammer 5 heraus.
• Der obere Rahmenteil 4 wird erneut nach unten gefahren, sodass die Kammerteile 5, 6 in Pressposition aufeinandertreffen und mechanisch zusammengepresst werden, wodurch eine runde, geschlossene Kammer mit nur einer einzigen Zuführöffnung für zu pressendes Material entsteht. Die Verdichtungs-Packeinrichtung ist jetzt für einen neuen Arbeitszyklus bereit.
• Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird der obere Teil der Presskammer horizontal drehbar in dem dazugehörigen Rahmenteil gehalten, und an der oberen Presskammer sind ein oder mehrere (vorzugsweise zwei) Haltearme für eine Kunststoff-Folienrolle beispielsweise teleskopartig angebracht.
• Indem die Wickel-/Haltearme auf der Seite des Teils der Kammer befestigt sind, die am nächsten an der Rotationsachse des Kammerteils gelegen ist, machen die Haltearme und die Folienrollen keine Vergrößerung der Außenabmessungen des Rahmens erforderlich.
• Durch die Verwendung von zwei diametral angeordneten Folienrollen dreht sich die obere Presskammer des Weiteren gleichmäßig, sodass eine hohe Umdrehungszahl ohne seitliche Bewegung erreicht wird. Dies gewährleistet ein schnelles und effizientes Verpacken des Presskörpers.
• Ein weiterer Vorteil liegt in der unveränderten Position des Presskörpers in Bezug auf die Kunststoffrollen, wodurch der Nachteil einer horizontalen Verschiebung während des Verpackens vermieden wird.
• Ein weiterer Nachteil des separaten Pressens und Verpackens, falls zwischen beiden Vorgängen zu viel Zeit vergeht, besteht im Überhitzen (was zu einem Verlust an Nährstoffen führt) und zur Verformung des Ballens mit den daraus folgenden Problemen während des Umwickelns mit Kunststoff-Folie. Bei der vorliegenden Erfindung vergehen niemals einige oder gar 24 Stunden zwischen dem Pressen und dem Verpacken, da zwischen den einzelnen Arbeitsschritten nur wenige Sekunden liegen.
• Wenn der Erdboden feucht ist, wird der Ballen aufgrund einer separaten Verarbeitung meist innen und außen mit schlammigem Wasser und Schmutz verunreinigt, während er unverpackt auf dem Boden liegt und während er vor dem Verpacken eingeschlossen und transportiert wird, was zu einer unverwünschten Gärung durch Buttersäurebakterien oder im schlimmsten Fall durch Clostridia (Kompostbakterien) führt.
• Der Antrieb der Pressvorrichtung ist durch den Rotationspunkt der unteren Presskammer hindurch vorgesehen, wobei eine Antriebsübertragung von den Rollen der unteren Kammer zu der oberen Kammer in Pressposition mit Hilfe von Zahnrädern, Riemen oder anderen Antriebseinrichtungen erfolgt.

Claims (10)

1. Vorrichtung (1) zur Verdichtung einer lockeren Masse, insbesonders Pflanzenfasern, zu einem Preßkörper wie etwa einem sogenannten Rundballen (7), umfassend einen Rahmen (2), auf den eine Preßkammer (5, 6) montiert ist, die an ihrem inneren Umfang mit drehbaren Walzen (15), Riemen, Preßstangen oder anderen Preßvorrichtungen zum Drehen und Pressen des Ballens (7) versehen ist, wobei die Preßkammer (5, 6) eine Zufuhrvorrichtung (17) zum Zuführen der Masse in die Preßkammer (5, 6) aufweist, gegebenenfalls mit einem Teilermechanismus für die lockere Masse vor der Zufuhr in die Preßkammer, wobei die Preßkammer (5, 6) aus einem unteren Kammerteil (5) und einem oberen Kammerteil (6) besteht, die so gegeneinander verschoben werden können, daß ein Bereich des Körpers (7) freigelegt wird, um den Körper mit einer Bahn aus einem Material, vorzugsweise einer sogenannten elastischen Kunststoff-Folie verpacken zu können, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (2) aus einem unteren (3) und einem oberen Rahmenteil (4) besteht, daß der untere Preßkammerteil (5) mit dem unteren Rahmenteil (3) verbunden ist, daß der obere Kammerteil (6) mit dem oberen Rahmenteil (4) verbunden ist, und daß die beiden Rahmenteile (3, 4) verschiebbar miteinander verbunden sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Kammerteil (6) bezüglich des Rahmens (2) um eine vertikale Achse (9) drehbar gehalten wird, wenn die Kammerteile einen Abstand voneinander aufweisen und ein Bereich der Mitte des Körpers (7) freiliegt, und daß wenigstens ein Haltearm (11) am Preßkammerteil (6) für eine Rolle (13) mit Verpackungsmaterial, vorzugsweise Kunststoff-Folie, zur Verpackung des Ballens (7) so befestigt ist, daß sich der Haltearm (11) mit dem oberen Kammerteil (6) dreht und bei der Drehung Verpackungsmaterial an den Ballen (7) abgibt.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis. 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit zwei diametral angeordneten Haltearmen (11) für Rollen mit Verpackungsmaterial (13) versehen ist, so daß das Gleichgewicht bei der Drehung der Arme (11) aufrechterhalten wird, und zwar auch bei schneller Drehung derselben.

4. Vorrichtung nach einem dar Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltearme (11) ausziehbar sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Haltearme (9) außen an zwei gegenüberliegenden Seiten des oberen Preßkammerteils (6) angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 3-5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Teile (3, 4) des Rahmens (2) durch streckbare Streben, vorzugsweise hydraulische Zylinder (8) miteinander verbunden sind.

7. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Halter (18) außen an der Preßkammer (5, 6) angeordnet ist, wobei der Halter für eine Rolle aus bahnförmigem Verpackungsmaterial um eine zur Längsachse der Kammer (5, 6) parallelen Achse drehbar ist, z.B. Kunststoff-Folie oder ein anderes Material mit einer Breite, die ungefähr gleich oder breiter ist als die Breite des verdichteten Körpers (7), zum Verpacken der Mantelfläche und gegebenenfalls der Schultern des Körpers (7) vor dem Verpacken der Seitenflächen des Körpers, so daß der verdichtete Körper an der Mantelfläche nahezu luftdicht wird und der verdichtele Körper (7) nicht zerfällt, wenn die Rahmenleite (5, 6) getrennt werden.

8. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil (21) der unteren Kammer (5) mit hinter dem niedrigsten Punkt der Kammer (5) befindlichen Walzen (20) absenkbar ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kammerteil (21) um einen Punkt (1 g) drehbar gehalten wird, ungefähr am niedrigsten Punkt der Kammer (5) befindet.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Mechanismus zum Auswerfen des umwickelten Ballens (7) aus den Verdichtungskammern (5, 6) einen Teil (21) der unteren Kammer (5) mit Walzen (22) umfaßt, der absenkbar ist, so daß der Ballen durch die Schwerkraft aus der Kammer (5) rollen kann.