DE69807408T2 - Bale density control device for baler - Google Patents
Bale density control device for balerInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Steuerung der Dichte von Packen aus Erntematerial, die in der Ballenpresskammer einer landwirtschaftlichen Ballenpresse gebildet werden, und insbesondere auf eine Vorrichtung und ein Verfahren, das Einrichtungen zur Messung der auf die Packen ausgeübten Kraft und Einrichtungen zur Messung der Einführung neuer Ladungen aus Erntematerial in diese Ballenpresskammer beinhaltet. Die Erfindung hat spezielle Anwendung auf die Unterbrechung des Normalbetriebs eines Dichtesteuersystems unter Bedingungen, bei denen keine Ladungen aus Erntematerial in die Ballenpresse eingespeist werden, wie z. B. im Wendebereich oder wenn die Ballenpresse auf dem Feld angehalten wird.The present invention relates generally to an apparatus and method for controlling the density of packs of crop material formed in the baling chamber of an agricultural baler, and more particularly to an apparatus and method including means for measuring the force exerted on the packs and means for measuring the introduction of new loads of crop material into that baling chamber. The invention has particular application to interrupting the normal operation of a density control system under conditions where no loads of crop material are being fed into the baler, such as in the turnaround area or when the baler is stopped in the field.
Übliche landwirtschaftliche Ballenpressen umfassen einen Rahmen, der auf zwei Rädern über ein Feld fährt, um von diesem Heu, Stroh oder Silagegras aufzunehmen und dieses Erntematerial in eine Ballenpresskammer einzuspeisen, in der es auf parallelepiped-förmige Packen unter der Wirkung eines Presskolbens komprimiert wird, der sich im Inneren der Ballenpresskammer hin- und herbewegt. Wenn die Packen eine vorgegebene Länge erreicht haben, so wird ein Bindemechanismus betätigt, um den fertiggestellten Packen mit einer Vielzahl von Strängen zu umgeben und um die Strangenden miteinander zu verknoten, um einen fertigen Ballen zu bilden, der aus der Ballenpresse ausgeworfen wird.Typical agricultural balers comprise a frame which travels on two wheels across a field to collect hay, straw or silage grass from it and feeds this crop into a baling chamber where it is compressed into parallelepiped-shaped packs under the action of a ram which reciprocates inside the baling chamber. When the packs have reached a predetermined length, a tying mechanism is operated to surround the completed pack with a plurality of strands and to knot the strand ends together to form a finished bale which is ejected from the baler.
Üblicherweise umfasst die Ballenpresskammer zumindest einen beweglichen Wandabschnitt, dessen Position einstellbar ist, um den Querschnitt in Querrichtung der Ballenpresskammer zu modifizieren und um auf diese Weise den Widerstand zu ändern, der dem sich hin- und herbewegenden Presskolben entgegenwirkt, wenn eine neue Ladung aus Erntematerial in die Kammer eingeführt wird und der Presskolben gegen diesen Packen drückt. Es ist auf diesem Gebiet gut bekannt, den beweglichen Wandabschnitt mit einer Betätigungseinrichtung zu versehen, um automatisch dessen Position in Abhängigkeit von Lastsensoreinrichtungen einzustellen, die die tatsächliche Kraft messen, mit der das Material in der Ballenpresskammer komprimiert wird, um die Dichte des Packens auf einen vorgegebenen Wert einzustellen.Typically, the baling chamber comprises at least one movable wall portion, the position of which is adjustable to modify the transverse cross-section of the baling chamber and thus to change the resistance to the reciprocating baling piston when a new load of crop material is introduced into the chamber and the baling piston presses against that load. It is well known in the art to provide the movable wall portion with actuating means to automatically adjust its position in dependence on load sensing means which detect the actual force with which the material is compressed in the baling chamber in order to adjust the density of the pack to a predetermined value.
Derartige Systeme weisen ein befriedigendes Betriebsverhalten auf, solange neue Ladungen unter regelmäßigen Schritten in die Ballenpresskammer eingeführt werden. Während der normalen Ballenpressoperationen können jedoch Fälle auftreten, bei denen kein oder nahezu kein neues Material in die Ballenpresskammer eingeführt wird. Dies kann am Wendebereich auftreten, an dem die Ballenpresse gewendet wird, und an dem keine Erntematerial-Schwaden verfügbar sind, oder in Feldbereichen, an denen die Erntematerialdichte auf einen sehr niedrigen Wert abgesunken ist, beispielsweise aufgrund einer Infektion des Erntematerials. Auch wird kein Material eingeführt, wenn eine im Betrieb befindliche Ballenpresse auf den Feld angehalten wird. Unter derartigen Bedingungen trifft der sich hin- und herbewegende Presskolben auf keine wesentlichen Kräfte auf, und das Dichteregelsystem könnte hiervon ableiten, dass eine weitere Verringerung des Querschnittes der Ballenpresskammer erforderlich ist, um die gewünschte Ballendichte zu erzielen. Je länger die Zeitperiode ist, über die kein neues Material in die Ballenpresskammer eingeführt wird, desto stärker wird der Querschnitt der Ballenpresskammer verringert. Bei der ersten vollen Ladung an Erntematerial kann die im Querschnitt verkleinerte Kammer der Bewegung des Packens jedoch einen derartigen Widerstand entgegensetzen, dass die Einwirkung des Presskolbens auf diese Ladung unannehmbare Beanspruchungen auf die Struktur hervorruft und ein Teil des Ballenpressmechanismus bricht. Wesentliche Schäden an der Ballenpresse können dadurch ausgeschlossen werden, dass der Antriebsstrang des Presskolbens mit Scherbolzen versehen wird, die brechen und den Presskolben von dem Traktor-Antriebsstrang jedesmal dann trennen, wenn außerordentliche Kräfte auftreten. Derartige Scherbolzen sind für die Berücksichtigung nicht vorhersehbarer Kraftspitzen befriedigend, doch führen sie lediglich zu Frustrationen, wenn sie dazu verwendet werden, die häufigeren Wirkungen einer Kraftvergrößerung beim Einschalten der Ballenpresse an Wendebereichen oder danach zu berücksichtigen.Such systems have satisfactory performance as long as new loads are introduced into the baling chamber at regular intervals. However, during normal baling operations, cases may occur where no or almost no new material is introduced into the baling chamber. This may occur at the turning area where the baler is turned and where no swaths of crop material are available, or in areas of the field where the crop density has dropped to a very low level, for example due to infection of the crop material. Also, no material is introduced when a baler in operation is stopped in the field. Under such conditions, the reciprocating plunger does not encounter any significant forces and the density control system could deduce that a further reduction in the cross-section of the baling chamber is required to achieve the desired bale density. The longer the period of time during which no new material is introduced into the baling chamber, the more the cross-sectional area of the baling chamber is reduced. However, with the first full load of crop material, the reduced cross-sectional area chamber may offer such resistance to the movement of the pack that the action of the ram on this load will cause unacceptable stresses on the structure and part of the baling mechanism will break. Significant damage to the baler can be eliminated by fitting the ram drive train with shear bolts which will break and separate the ram from the tractor drive train whenever excessive forces are encountered. Such shear bolts are satisfactory for taking into account unpredictable force peaks, but they only lead to frustration when used to take into account the more frequent effects of force increase when the baler is switched on at or after turning areas.
Gemäß der US-A-4 166 414 kann der Normalbetrieb des Ballendichte-Regelsystems durch ein Steuerventil unterbrochen werden, das von dem Stopfermechanismus betätigt wird. Wenn der Stopfermechanismus keine zyklische Bewegung ausführt, um neues Erntematerial in die Ballenkammer einzuführen, verhindert das Ventil, dass unter Druck stehendes Öl der hydraulischen Betätigungs- oder Stellgliedeinrichtung des beweglichen Wandabschnittes zugeführt wird. Ein derartiges System arbeitet nur in solchen Ballenpressen befriedigend, die einen Stopfermechanismus haben, der in Abhängigkeit von einem vollständigen Füllen des Zuführungskanals betätigt wird. Andernfalls würde das System nicht zwischen Bedingungen, unter denen neue Ladungen in die Ballenpresskammer eingeführt werden, und anderen Bedingungen unterscheiden, unter denen der Stopfermechanimus im Leerlauf arbeitet. Dies erfordert einen zuverlässigen Sensor zur Abschätzung einer vollständigen weiteren Füllung des Kanals, um eine ungelegene Einstellung der Ballenpresskammer auszuschließen.According to US-A-4 166 414, the normal operation of the bale density control system can be interrupted by a control valve operated by the stuffer mechanism. If the stuffer mechanism does not perform a cyclic movement to To introduce new crop material into the bale chamber, the valve prevents pressurized oil from being supplied to the hydraulic actuator or actuator device of the movable wall section. Such a system will only work satisfactorily in balers having a stuffer mechanism that is actuated in response to complete filling of the feed channel. Otherwise, the system would not distinguish between conditions in which new loads are being introduced into the bale chamber and other conditions in which the stuffer mechanism is operating idle. This requires a reliable sensor to estimate complete further filling of the channel in order to exclude inopportune adjustment of the bale chamber.
Bei dem Modell D1000 der Fa. New Holland wurde die Presskolben-Kraft durch zwei Lastzellen überwacht; die zwischen dem Presskolben-Körper und den Presskolben- Kurbelarmen befestigt waren. Eine Einstellung der Durchlassöffnung der Ballenpresskammer wurde verhindert; wenn die auf den Presskolben wirkenden Spitzenkräfte unterhalb eines Schwellenwertpegels blieben, wobei angenommen wurde, dass dies einen leerlaufenden Presskolben anzeigen würde. Es wurde jedoch festgestellt, dass die in der Ballenpresskammer angesammelte Erntematerialpackung sich geringfügig nach jedem Kompressionshub ausdehnte, so dass auf den Presskolben während des nachfolgenden Hubs immer noch eine erhebliche Kraft einwirkte, obwohl kein neues Material in die Ballenpresskammer eingeführt wurde. Entsprechend musste der Schwellenwertpegel auf einen Pegel eingestellt werden, der in unpraktischer Weise nahe an den normalen Ballendichteeinstellungen lag. Wenn loses oder elastisches Erntematerial, wie z. B. Stroh, zu Ballen gepresst wurde, so ergab sich kein zuverlässiger Betrieb des Systems.On the New Holland D1000 model, the ram force was monitored by two load cells mounted between the ram body and the ram crank arms. Adjustment of the baling chamber orifice was prevented if the peak forces acting on the ram remained below a threshold level, which was believed to indicate an idle ram. However, it was found that the crop pack accumulated in the baling chamber expanded slightly after each compression stroke, so that a significant force was still being applied to the ram during the subsequent stroke even though no new material was being introduced into the baling chamber. Accordingly, the threshold level had to be set to a level that was inconveniently close to the normal bale density settings. When loose or elastic crop material, such as straw, was being compressed, the baling chamber would not allow the baler to reach the desired bale density. B. straw, was pressed into bales, the system did not operate reliably.
Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die vorstehend angegebenen Probleme zu überwinden und ein Dichteregelsystem zu schaffen, das das Einführen von Ladungen aus Erntematerial in zuverlässigerer Weise abschätzt.It is therefore an object of the present invention to overcome the problems identified above and to provide a density control system that more reliably estimates the introduction of crop loads.
Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Dichteregelsystem für eine landwirtschaftliche Ballenpresse geschaffen, die Folgendes umfasst:According to one aspect of the present invention there is provided a density control system for an agricultural baler comprising:
- eine Ballenpresskammer mit einer Mehrzahl von Wänden, die zumindest einen beweglichen Wandabschnitt einschließen; und- a baling chamber having a plurality of walls enclosing at least one movable wall section; and
- Einrichtungen zur Einführung von Ladungen aus Erntematerial in die Ballenpresskammer und einen Presskolben zum Komprimieren der Ladungen zu einem Packen des Erntematerials in der Ballenpresskammer,- means for introducing loads of crop material into the baling chamber and a press piston for compressing the loads to pack the crop material in the baling chamber,
wobei das Dichteregelsystem Folgendes umfasst:wherein the density control system comprises:
- eine Ladungsmesseinrichtung zum Messen der Einführung einer neuen Ladung aus Erntematerial in die Ballenpresskammer und zur Erzeugung eines Ausgangssignals, das diese Einführung anzeigt,- a load measuring device for measuring the introduction of a new load of crop material into the baling chamber and for generating an output signal indicating such introduction,
- Lastmesseinrichtungen zur Messung der auf die Ladung während deren Komprimierung ausgeübten Kraft und zur Erzeugung eines diese Kraft anzeigenden Ausgangssignals, und- load measuring devices for measuring the force exerted on the load during its compression and for generating an output signal indicative of that force, and
- Betätigungseinrichtungen zu Einstellung der Position des beweglichen Wandabschnittes in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal der Lastmesseinrichtungen und dem Ausgangssignal der Ladungsmesseinrichtungen zur Änderung der Dichte des Packens aus Erntematerial.- Actuating devices for adjusting the position of the movable wall section depending on the output signal of the load measuring devices and the output signal of the charge measuring devices for changing the density of the pack of harvested material.
Dieses Dichteregelsystem ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ladungsmesseinrichtungen betreibbar sind, um das Vorbeilaufen einer neu eingeführten Ladung aus Erntematerial entlang zumindest eines Wandabschnittes der Ballenpresskammer zu messen.This density control system is characterized in that the load measuring means are operable to measure the passage of a newly introduced load of crop material along at least one wall portion of the baling chamber.
Auf diese Weise kann das Regelsystem zwischen durch das Auftreffen des Presskolbens auf eine neue Ladung aus Erntematerial hervorgerufenen Spitzenlasten und Spitzenlasten unterscheiden, die durch das Auftreffen auf eine sich ausdehnende Stirnfläche des Packens in der Ballenpresskammer hervorgerufen werden. Lediglich im ersten Fall kann eine Einstellung des Querschnittes der Ballenpresskammer erforderlich sein.In this way, the control system can distinguish between peak loads caused by the impact of the plunger on a new load of crop material and peak loads caused by the impact on an expanding face of the pack in the baling chamber. Only in the first case may an adjustment of the cross-section of the baling chamber be required.
Die Lastmesseinrichtung kann mit dem Antriebsstrang des Presskolbens verbunden sein, um die von dem Presskolben auf den Packen ausgeübte Kraft zu messen, oder mit einer Wand der Ballenpresskammer, um die von dem Packen auf diese Wand ausgeübte Kraft zu messen.The load measuring device can be connected to the drive train of the baling piston in order to measure the force exerted by the baling piston on the pack, or to a wall of the baling chamber in order to measure the force exerted by the pack on that wall.
Das Regelsystem kann Einrichtungen umfassen, die eine Betätigung der Betätigungseinrichtungen verhindern oder ausschließen, wenn kein Hindurchlaufen einer neuen Ladung aus Erntematerial gemessen wurde. Auf diese Weise wird verhindert, dass der Querschnitt der Ballenpresskammer in Abhängigkeit von Spitzenlasten geändert wird, die auftreten, wenn der Presskolben auf die sich ausdehnende Stirnfläche eines Erntematerialpackens in der Ballenpresskammer auftrifft. In vorteilhafter Weise können diese die Betätigung ausschließenden Einrichtungen so betreibbar sein, dass sie jede Bewegung des beweglichen Wandabschnittes ausschließen. Ein derartiges System stabilisiert die Ballenpresskammer, während sich die Ballenpresse im Leerlaufzustand auf den Wendebereichen befindet, und verhindert, dass die niedrigen Kräfte, die auf den Presskolben einwirken, eine unerwünschte Verkleinerung des Querschnittes der Ballenpresskammer hervorrufen.The control system may comprise means for preventing or excluding actuation of the actuating means when no new load of crop material has been sensed to pass through. In this way, the cross-section of the baling chamber is prevented from changing in response to peak loads that occur when the plunger encounters the expanding face of a pack of crop material in the baling chamber. Advantageously, these actuation-excluding means may be operable to exclude any movement of the movable wall section. Such a system stabilizes the baling chamber while the baler is in the idle state on the turning areas and prevents the low forces acting on the plunger from causing an undesirable reduction in the cross-section of the baling chamber.
Wenn eine neue Ladung festgestellt wurde, so können die eine Betätigung ausschließenden Einrichtungen die Steuerung der Betätigungseinrichtungen in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal der Lastmesseinrichtungen über ein festes Zeitintervall freigeben. Es können weitere Einrichtungen vorgegeben sein, die eine Vergrößerung der Dichte des Packens unter der Bedingung freigeben, dass die Ladungsmesseinrichtungen eine neue Einführung von Erntematerial in die Ballenpresskammer gemessen haben. Diese Einrichtungen können ein Hydrauliksteuerventil umfassen, das unter Druck stehendes Öl an ein weiteres Steuerventil liefert, das mit einem Hydraulikzylinder verbunden ist, der die Position des beweglichen Wandabschnittes einstellt.When a new load has been detected, the actuation-excluding means may enable control of the actuation means in dependence on the output signal of the load measuring means over a fixed time interval. Further means may be provided which enable an increase in the density of the pack on condition that the load measuring means have sensed a new introduction of crop material into the baling chamber. These means may comprise a hydraulic control valve which supplies pressurised oil to a further control valve which is connected to a hydraulic cylinder which adjusts the position of the movable wall section.
In besonders vorteilhafter Weise messen die Ladungsmesseinrichtungen die Bewegung eines schwenkbaren Bauteils, wie z. B. einer Heukralle, die sich durch einen Wandabschnitt der Ballenpresskammer hindurch erstreckt.In a particularly advantageous manner, the load measuring devices measure the movement of a pivotable component, such as a hay claw, which extends through a wall section of the baling chamber.
Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Regelung der Dichte von Packen aus Erntematerial in einer landwirtschaftlichen Ballenpresse geschaffen, die Folgendes umfasst:According to another aspect of the present invention there is provided a method of controlling the density of packs of crop material in an agricultural baler comprising:
- eine Ballenpresskammer die zumindest einen beweglichen Wandabschnitt umfasst, und- a baling chamber comprising at least one movable wall section, and
- Einrichtungen zur Einführung aufeinanderfolgender Ladungen aus Erntematerial in die Ballenpresskammer, um in dieser einen Packen aus dem Erntematerial zu bilden; und einen Presskolben zum Komprimieren der Ladungen zu einem Packen des Erntematerials in dieser,- means for introducing successive charges of crop material into the baling chamber to form a pack of the crop material therein; and a press piston for compressing the charges to form a pack of crop material therein,
wobei das Verfahren die folgenden Schritte in irgendeiner zweckmäßigen Reihenfolge umfasst:the method comprising the following steps in any convenient order:
i) Überwachen der Einführung einer Ladung aus Erntematerial in die Ballenpresskammer,(i) monitoring the introduction of a load of crop material into the baling chamber,
ii) Überwachung der Last auf den Presskolben während des Komprimierens der Ladungen, undii) monitoring the load on the plunger during compression of the loads, and
iii) Einstellen der Position des beweglichen Wandabschnittes in Abhängigkeit von der Last auf den Presskolben nur dann, wenn eine neue Ladung aus Erntematerial in die Ballenpresskammer eingeführt wird,iii) adjusting the position of the movable wall section depending on the load on the baling piston only when a new load of crop material is introduced into the baling chamber,
wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass der Schritt (i) der Überwachung des Einführens die Messung des Vorbeilaufens einer neu eingeführten Ladung aus Erntematerial entlang zumindest eines Wandteils der Ballenkammer umfasst.the method being characterized in that step (i) of monitoring the introduction comprises measuring the passage of a newly introduced load of crop material along at least a wall portion of the bale chamber.
Ein Dichtesteuersystem gemäß der vorliegenden Erfindung wird nunmehr ausführlicher unter Bezugnahme auf die folgenden Zeichnungen beschrieben, in denen:A density control system according to the present invention will now be described in more detail with reference to the following drawings in which:
Fig. 1 eine Seitenansicht einer landwirtschaftlichen Ballenpresse mit einer Ballenkammer und mit einem System zur Steuerung der Dichte der darin geformten Packen aus Erntematerial ist,Fig. 1 is a side view of an agricultural baler with a bale chamber and with a system for controlling the density of the packs of crop material formed therein,
Fig. 2 eine vertikale Querschnittsansicht der Ballenpresskammer entlang der Linie II-II in Fig. 1 ist,Fig. 2 is a vertical cross-sectional view of the baling chamber along the line II-II in Fig. 1,
Fig. 3 eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Wandabschnittes der Ballenpresskammer entlang der Linie III nach Fig. 2 ist,Fig. 3 is an enlarged cross-sectional view of a wall portion of the baling chamber along the line III of Fig. 2,
Fig. 4 ein Hydraulikschaltbild ist, das die Betriebsweise des Dichteregelsystems zeigt;Fig. 4 is a hydraulic diagram showing the operation of the density control system;
Fig. 5 ein vereinfachtes elektrisches Schaltbild ist, das bei der Erläuterung der Betriebsweise des Dichtesteuersystems verwendet wird; undFig. 5 is a simplified electrical diagram used in explaining the operation of the density control system; and
Fig. 6 ein Satz von Kurven ist, die die Betriebsweise der verschiedenen Bauteile des Dichteregelsystems erläutern.Fig. 6 is a set of curves illustrating the operation of the various components of the density control system.
Die Ausdrücke "vorne", "hinten", "vorwärts", "rückwärts", "links" und "rechts", die insgesamt in dieser Beschreibung verwendet werden, werden bezüglich der normalen Bewegungsrichtung der Maschine im Betrieb bestimmt. Sie sollen jedoch nicht als beschränkende Ausdrücke ausgelegt werden.The terms "front", "rear", "forward", "backward", "left" and "right", used collectively in this description, are defined with respect to the normal direction of movement of the machine during operation. They should not, however, be construed as limiting terms.
Fig. 1 zeigt eine landwirtschaftliche Ballenpresse 10, die einen Rahmen 11 umfasst, der mit einer sich nach vom erstreckenden Zugstange 12 ausgerüstet ist, die an ihrem vorderen Ende mit (nicht gezeigten) Anhängereinrichtungen zum Koppeln der Ballenpresse 10 mit einem schleppenden Traktor versehen ist. Eine Aufnahmevorrichtung 14 hebt in Schwaden angeordnetes Erntematerial von dem Feld auf, während die Ballenpresse 10 über dieses hinweg bewegt wird, und liefert dieses Material an das vordere Ende eines nach hinten und nach oben gekrümmten, Ladungen bildenden Zuführungskanals 16. Der Zuführungskanal 16 steht an seinem oberen Ende mit einer darüberliegenden, sich in Vorwärts-Rückwärts-Richtung erstreckenden Ballenpresskammer 18 in Verbindung; in die Erntematerial-Ladungen durch einen zyklisch arbeitenden Stopfermechanismus 20 geladen werden. Ein kontinuierlich arbeitender Packermechanismus 22 am unteren vorderen Ende des Zuführungskanals 16 speist kontinuierlich Material in den Kanal 16 ein und packt dieses, um zu bewirken, dass Ladungen aus Erntematerial die innere Konfiguration des Kanals 16 annehmen und übernehmen, bevor der Stopfer 20 periodisch mit diesen in Eingriff kommt und diese in die Ballenpresskammer 18 einführt. Der Zuführungskanal 16 kann mit (nicht gezeigten) Einrichtungen ausgerüstet sein, um festzustellen, ob eine vollständige Ladung in dem Zuführungskanal gebildet wurde, und um den Stopfer 20 in Abhängigkeit hiervon zu betreiben. Jeder Betätigungsvorgang des Stopfers 20 führt eine "Ladung" oder "Schuppe" aus Erntematerial von dem Kanal 16 in die Kammer 18 ein.Fig. 1 shows an agricultural baler 10 comprising a frame 11 equipped with a forwardly extending drawbar 12 provided at its forward end with trailer means (not shown) for coupling the baler 10 to a towing tractor. A pickup device 14 picks up swathed crop material from the field as the baler 10 is moved across it and delivers this material to the forward end of a rearwardly and upwardly curved charge forming feed channel 16. The feed channel 16 communicates at its upper end with an overlying fore-aft extending baling chamber 18 into which crop material charges are loaded by a cyclically operating stuffer mechanism 20. A continuously operating packer mechanism 22 at the lower front end of the feed channel 16 continuously feeds material into the channel 16 and packs it to cause charges of crop material to assume and take up the internal configuration of the channel 16 before the stuffer 20 periodically engages them and introduces them into the baling chamber 18. The feed channel 16 may be equipped with means (not shown) to determine whether a complete charge has been formed in the feed channel and to operate the stuffer 20 in response thereto. Each actuation of the stuffer 20 introduces a "charge" or "scale" of crop material from the channel 16 into the chamber 18.
Ein Presskolben 24 bewegt sich in einer Vorwärts-Rückwärts-Richtung im Inneren der Ballenpresskammer 18 unter der Wirkung von zwei Kolbenstangen 25 hin und her, die mit den Kurbelarmen 26 eines Getriebegehäuses 27 verbunden sind, das von der Antriebswelle 29 angetrieben wird, die mit der Zapfwelle des Traktors verbunden ist.A pressing piston 24 moves back and forth in a forward-backward direction inside the baling chamber 18 under the action of two piston rods 25 connected to the crank arms 26 of a gearbox 27 driven by the drive shaft 29 connected to the power take-off shaft of the tractor.
Der sich hin- und herbewegende Kolben 24 drückt jede in die Ballenpresskammer 18 eingeführte neue Ladung nach hinten und formt die aufeinanderfolgenden Ladungen zu einem Packen aus Erntematerial, der durch die gleiche Wirkung des Presskolbens 24 in Richtung auf eine am weitesten hinten liegende Auslassöffnung 28 der Kammer gedrückt wird.The reciprocating piston 24 pushes each new load introduced into the baling chamber 18 to the rear and forms the successive loads into a pack of crop material which is pushed by the same action of the baling piston 24 towards a rearmost outlet opening 28 of the chamber.
Die Ballenpresskammer 18 umfasst zumindest einen beweglichen Wandabschnitt 30, dessen Position einstellbar ist, um den Querschnitt der Auslassöffnung 28 zu ändern. Eine Verringerung dieses Querschnittes vergrößert den Widerstand gegen eine rückwärts gerichtete Bewegung der Erntematerialpacken und vergrößert damit die Dichte des darin enthaltenen Erntematerials. In ähnlicher Weise verringert eine Vergrößerung des Querschnittes diesen Widerstand gegen eine rückwärts gerichtete Bewegung und verringert damit in gleicher Weise die Dichte der neu geformten Packen. Die Position des Wandabschnittes 30 wird durch Betätigungseinrichtungen gesteuert, die zwei Hydraulikzylinder 31 umfassen (von denen lediglich einer in fig. 1 gezeigt ist), die zwischen dem Rahmen 11 und dem Wandabschnitt 30 eingebaut sind.The baling chamber 18 comprises at least one movable wall section 30, the position of which is adjustable to change the cross-section of the outlet opening 28. A reduction in this cross-section increases the resistance to rearward movement of the crop packs and thus increases the density of the crop contained therein. Similarly, an increase in the cross-section reduces this resistance to rearward movement and thus likewise reduces the density of the newly formed packs. The position of the wall section 30 is controlled by actuators comprising two hydraulic cylinders 31 (only one of which is shown in fig. 1) installed between the frame 11 and the wall section 30.
Jeder Packen wird vor dem Verlassen der Umgrenzungen der Ballenpresse 10 sicher in seiner abschließenden verdichteten Form durch einen Bindemechanismus 32 gebunden. Die Länge jedes von der Ballenpresse 10 erzeugten Ballens kann in einstellbarer Weise durch nicht gezeigte übliche Einrichtungen vorherbestimmt werden. Der Bindemechanismus 32 umfasst eine Serie von periodisch betätigten Nadeln 33, die normalerweise stationär in einem Betriebsbereitschaftszustand unterhalb der Kammer 18 angeordnet sind, die jedoch bei ihrer Betätigung nach oben durch die Ballenkammer 18 hindurch und über diese hinweg verschwenkt werden, um Bindegarn einer entsprechenden Serie von Knüpfern darzubieten, die auf der Oberseite der Kammer 18 angeordnet sind und sich über die Breite der Letzteren erstrecken.Each pack is securely tied in its final compacted form by a tying mechanism 32 prior to leaving the confines of the baler 10. The length of each bale produced by the baler 10 can be adjustably predetermined by conventional means not shown. The tying mechanism 32 comprises a series of periodically actuated needles 33 which are normally stationary in an operative condition below the chamber 18, but which, when actuated, are pivoted upwardly through and across the bale chamber 18 to present twine to a corresponding series of knotters arranged on top of the chamber 18 and extending across the width of the latter.
Wie dies in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, umfasst die Ballenpresskammer 18 zwei Seitenwände 36, eine obere Wand 37 und eine untere Wand 38. Die Seitenwände 36 sind mit einem sich in Längsrichtung erstreckenden Schlitz 40 versehen, um in diesem die Lager 41 aufzunehmen, die den Presskolben 24 während seiner Hin- und Herbewegung im Inneren der Ballenkammer 18 lagern. Die obere Wand 37 und die untere Wand 38 sind in gleicher Weise geschlitzt, um den Durchgang der Nadeln 33 und des Bindegarns durch diese Schlitze während jedes Bindezyklus zu ermöglichen.As shown in Figs. 1 and 2, the baling chamber 18 comprises two side walls 36, an upper wall 37 and a lower wall 38. The side walls 36 are provided with a longitudinally extending slot 40 to receive therein the bearings 41 which support the pressing piston 24 during its reciprocating movement inside the baling chamber 18. The upper wall 37 and the lower wall 38 Walls 38 are similarly slotted to allow the passage of the needles 33 and the binding yarn through these slots during each binding cycle.
Es sind Einrichtungen zum Festhalten des Packens aus Erntematerial nach dessen Kompression durch den Presskolben 24 vorgesehen, um eine nach vorne gerichtete Ausdehnung der eingeführten Ladung aus Erntematerial zu verhindern, während sich der Presskolben 24 zurückzieht. Diese Halteeinrichtungen umfassen zwei Heukrallenbaugruppen 44, die an jeder Seitenwand 36 befestigt sind, und einen Satz von ähnlichen Heukrallenbaugruppen 45, die an der oberen Wand 37 befestigt sind. Jede Heukrallenbaugruppe 44 umfasst eine sogenannte Heukralle 17, die durch ein schwenkbares Bauteil gebildet ist, das sich durch einen in Längsrichtung verlaufenden Schlitz in einer der Seitenwände 36 erstreckt. Wie dies in Fig. 3 gezeigt ist, ist die Heukralle für eine Schwenkbewegung um die Welle eines vertikalen Bolzens 48 befestigt, der durch zwei Laschen 50 hindurch befestigt ist, die an der Außenseite der Seifenwand 16 angeschraubt sind. Ein Torsionsfeder 51, deren eines Ende gegen die Wand 36 abgestützt ist, während ihr anderes Ende gegen einen äußeren Kranz der Heukralle 47 anliegt, drückt die Heukralle nach innen in die Bewegungsbahn der Ladungen aus Erntematerial. die von dem Presskolben 24 nach hinten gedrückt werden. Die Heukralle 47 weist eine Vorderkante 53, die sich unter einem spitzen Winkel von der Wand 36 aus erstreckt, und eine Hinterkante 54 auf, die sich im Wesentlichen unter einem rechten Winkel gegenüber der Wand 36 erstreckt, wenn sich die Heukralle 47 in ihrer Ruhestellung gemäß Fig. 3 befindet. Die Heukrallenbaugruppen 44 sind in einem derartigen Abstand von dem Getriebegehäuse 27 aus angeordnet, dass die Hinterkanten 54 der Heukrallen 47 in Ausrichtung mit der am weitesten hinten liegenden Position des Presskolbens 24 während des Kompressionshub ausgerichtet sind oder etwas vor diesem liegen.Means are provided for retaining the pack of crop material after it has been compressed by the plunger 24 to prevent forward expansion of the introduced load of crop material as the plunger 24 retracts. These retaining means comprise two hay claw assemblies 44 secured to each side wall 36 and a set of similar hay claw assemblies 45 secured to the top wall 37. Each hay claw assembly 44 comprises a so-called hay claw 17 formed by a pivotable member extending through a longitudinal slot in one of the side walls 36. As shown in Figure 3, the hay claw is mounted for pivotal movement about the shaft of a vertical bolt 48 secured through two lugs 50 bolted to the outside of the soap wall 16. A torsion spring 51, one end of which is supported against the wall 36 while the other end bears against an outer rim of the hay claw 47, urges the hay claw inwardly into the path of movement of the loads of crop material being pushed rearward by the ram 24. The hay claw 47 has a leading edge 53 extending at an acute angle from the wall 36 and a trailing edge 54 extending substantially at a right angle to the wall 36 when the hay claw 47 is in its rest position as shown in Fig. 3. The hay claw assemblies 44 are spaced from the gear housing 27 such that the trailing edges 54 of the hay claws 47 are aligned with or slightly forward of the rearmost position of the ram 24 during the compression stroke.
Die Heukrallen 47 werden von einer Reihe von sich in Längsrichtung erstreckenden Schlitzen 56 in den Seiten des Presskolben-Körpers aufgenommen, so dass sie nicht mit dem Presskolben 47 selbst während jedes Hubes des Presskolbenmechanismus in Eingriff kommen. Entsprechend bleiben, wenn kein frisches Erntematerial in die Ballenkammer 18 eingeführt wird und die Ballenpresse im Leerlaufbetrieb arbeitet, die Heukrallen 47 in ihrer nach innen gerichteten, in Fig. 3 gezeigten Stellung.The hay claws 47 are received in a series of longitudinally extending slots 56 in the sides of the ram body so that they do not engage the ram 47 itself during each stroke of the ram mechanism. Accordingly, when no fresh crop material is introduced into the bale chamber 18 and the baler is operating in the idle mode, the hay claws 47 remain in their inwardly directed position shown in Fig. 3.
Wenn jedoch der Stopfermechanismus 20 eine neue Ladung aus Erntematerial in die Ballenpresskammer 18 einführt, kommt diese Ladung mit dem Presskolben 24 in Eingriff und wird entlang der Heukrallen 47 nach hinten geschoben. Das Erntematerial gleitet entlang der Vorderkante 53 der Heukrallen 47 und drückt die Letzteren nach außen. Am Ende des Kompressionshubes, wenn das gesamte Erntematerial an den Heukrallenbaugruppen 44 vorbei befördert wurde, bringt die Wirkung der Federn 51 die Heukrallen 47 wieder auf ihre Ruhestellungen zurück. Wenn sich der Presskolben 24 zurückzieht und seine Bewegung in Vorwärtsrichtung erneut beginnt, so versucht der komprimierte Packen aus Erntematerial, sich auszudehnen, und seine vordere Stirnfläche dehnt sich in Richtung auf den Presskolben aus. Das Material wird jedoch durch die Hinterkanten 54 der Heukrallen 47 auf beiden Seiten der Ballenpresskammer zurückgehalten. Entsprechend wird die vordere Stirnfläche des Packens stabilisiert und die Einlassöffnung in der Bodenwand 38 wird nicht durch den Packen verschlossen, so dass weitere Ladungen aus Erntematerial in die Ballenpresskammer 18 ohne jede Behinderung eingeführt werden können.However, when the tamper mechanism 20 introduces a new load of crop material into the baling chamber 18, this load engages the baling piston 24 and is pushed rearward along the hay claws 47. The crop material slides along the leading edge 53 of the hay claws 47, forcing the latter outward. At the end of the compression stroke, when all of the crop material has been conveyed past the hay claw assemblies 44, the action of the springs 51 returns the hay claws 47 to their rest positions. When the baling piston 24 retracts and begins its forward movement again, the compressed pack of crop material attempts to expand and its front face expands toward the baling piston. However, the material is retained by the trailing edges 54 of the hay claws 47 on either side of the baling chamber. Accordingly, the front face of the pack is stabilized and the inlet opening in the bottom wall 38 is not closed by the pack, so that further loads of crop material can be introduced into the baling chamber 18 without any hinder.
Die Heukrallenbaugruppen 45 in der oberen Wand 37 sind hinsichtlich ihrer Struktur und Betriebsweise ähnlich und erfordern daher keine weitere ausführliche Beschreibung.The hay claw assemblies 45 in the upper wall 37 are similar in structure and operation and therefore do not require further detailed description.
Die Bewegung der Heukrallenbaugruppen 44, 45 zeigt die Einführung einer frischen Ladung des Erntematerials in die Ballenpresskammer 18 an. Diese Bewegung wird durch Einrichtungen gemessen, die einen Schalter 60 einschließen, der an einer vertikalen Tragplatte 61 befestigt ist, die oberhalb der Heukrallenbaugruppe 44 an einer der Seitenwände 36 angeschweißt ist (Fig. 3). Der Schalter 60 umfasst ein schwenkbares Bauteil 62; das mit der Heukralle 47 in Eingriff kommt, wenn die Letztere dadurch nach außen gedrückt wird, dass eine neue Ladung entlang dieses Teils der Seitenwand 36 vorbeiläuft.The movement of the hay claw assemblies 44, 45 indicates the introduction of a fresh load of crop material into the baling chamber 18. This movement is sensed by means including a switch 60 secured to a vertical support plate 61 welded to one of the side walls 36 above the hay claw assembly 44 (Fig. 3). The switch 60 comprises a pivotable member 62 which engages the hay claw 47 when the latter is urged outwardly by a new load passing along that portion of the side wall 36.
Die Größe der Kraft, mit der das Erntematerial komprimiert wird, wird von einem Lastsensor 75 gemessen, der zwischen dem Presskolben-Getriebegehäuse 27 und dem Ballenpressenrahmen 11 eingebaut ist. Die Reaktionskräfte von dem Packen in der Ballenpresskammer 18 werden über den Presskolben 24, die Kolbenstangen 25 und die Kurbelarme 26 auf das Getriebegehäuse 27 übertragen, dessen unterer Teil auf dem Rahmen 11 festgeschraubt ist. Die Reaktionskraft an der Oberseite des Getriebegehäuses 27 wird durch den Lastsensor 75 gemessen, der damit ein Ausgangssignal proportional zu den Presskolbenkräften liefert. Ein derartiger Lastsensor 75 kann von der Art sein, wie sie in der EP-A-0 389 322 beschrieben ist. Alternativ kann die Presskolbenlast auch durch zwei Kolbenbolzen 76 bestimmt werden, die die Kolbenstangen 25 mit dem Körper des Presskolbens 24 verbinden. Derartige Kolbenbolzen 76 können hohl sein und mit Scherkraftsensoren, wie z. B. Dehnungsmesslehren versehen sein, um die Last auf den Presskolben 24 zu messen, wie dies in der EP-A-0 223 350 beschrieben ist.The magnitude of the force with which the crop is compressed is measured by a load sensor 75 which is installed between the press piston gear housing 27 and the baler frame 11. The reaction forces from the packing in the Baling chamber 18 is transmitted via the plunger 24, piston rods 25 and crank arms 26 to the gear housing 27, the lower part of which is bolted to the frame 11. The reaction force at the top of the gear housing 27 is measured by the load sensor 75, which thereby provides an output signal proportional to the plunger forces. Such a load sensor 75 may be of the type described in EP-A-0 389 322. Alternatively, the plunger load may be determined by two piston pins 76 connecting the piston rods 25 to the body of the plunger 24. Such piston pins 76 may be hollow and provided with shear force sensors, such as strain gauges, to measure the load on the plunger 24, as described in EP-A-0 223 350.
Das Dichte-Regelsystem umfasst Hydraulikschaltungen gemäß Fig. 4. Hier nimmt eine kontinuierlich betriebene Zahnradpumpe 78 Hydrauliköl über ein Filter 79 von einem Öltank 80 auf. Das Öl wird über eine Druckleitung 81 einem magnetspulenbetätigten Nebenschlussventil 82 zugeführt. Wenn sich dieses Ventil in seiner Ruhestellung befindet, wie dies in den Fig. 4 und 5 gezeigt ist, wird das Öl zurück zum Öltank 80 über eine Rücklaufleitung 83 geleitet, die eine Öffnung 84 aufweist, die eine geringe Druckbeaufschlagungswirkung auf das Öl in der Rücklaufleitung 83 hat. Wenn das Nebenschlussventil 82 betätigt und nach links verschoben wird, kann das Öl von der Pumpe 78 nicht mehr über die Rücklaufleitung 83 entweichen, und unter Druck stehendes Öl wird über ein Rückschlagventil 86 und eine weitere Druckleitung 85 einem Einlassanschluss eines magnetspulenbetätigten Dichtesteuerventils 87 zugeführt. Der entsprechende Auslassanschluss ist mit einer Zufuhrleitung 89 verbunden, die mit einem Manometer 88 ausgerüstet ist, um den Öldruck in dem Dichteregelkreis anzuzeigen. Die Zufuhrleitung 89 ist mit den kolbenstangenseitigen Enden der Hydraulikzylinder 31 verbunden, die die Position des beweglichen Wandabschnittes 30 steuern. Wenn sich das Steuerventil 87 in seiner Ruhestellung verbindet, so verbindet es die Druckleitung 85 und die Zufuhrleitung 89 mit einer Rücklaufleitung 90, die mit der Rücklaufleitung 83 verbunden ist. Üblicherweise ist der Öldruck in der Druckleitung 85 durch ein Druckentlastungsventil 91 begrenzt.The density control system comprises hydraulic circuits as shown in Fig. 4. Here, a continuously operated gear pump 78 receives hydraulic oil through a filter 79 from an oil tank 80. The oil is fed through a pressure line 81 to a solenoid operated bypass valve 82. When this valve is in its rest position, as shown in Figs. 4 and 5, the oil is fed back to the oil tank 80 through a return line 83 which has an orifice 84 which has a slight pressurizing effect on the oil in the return line 83. When the bypass valve 82 is actuated and moved to the left, the oil from the pump 78 can no longer escape via the return line 83 and pressurized oil is fed via a check valve 86 and another pressure line 85 to an inlet port of a solenoid-operated density control valve 87. The corresponding outlet port is connected to a supply line 89 which is equipped with a pressure gauge 88 to indicate the oil pressure in the density control loop. The supply line 89 is connected to the piston rod ends of the hydraulic cylinders 31 which control the position of the movable wall section 30. When the control valve 87 connects in its rest position, it connects the pressure line 85 and the supply line 89 to a return line 90 which is connected to the return line 83. Typically, the oil pressure in the pressure line 85 is limited by a pressure relief valve 91.
Wenn die Magnetspule des Steuerventils 87 betätigt wird, um die Ventilspindel nach links zu verschieben, so wird die Leitung 89 von der Rücklaufleitung 90 getrennt. Wenn kein mit Druck beaufschlagtes Öl an dem Einlassanschluss zur Verfügung steht, beispielsweise weil das Nebenschlusventil 82 nicht betätigt ist, so wird das Öl in den Leitungen 85, 89 durch das Rückschlagventil 86 und das Druckentlastungsventil 91 abgesperrt, so dass auch die Zylinder 31 blockiert sind, um den Wandabschnitt 30 auf seiner Position zu halten. Andernfalls wird, wenn das Nebenschlussventil 82 betätigt ist, unter Druck stehendes Öl dem Steuerventil 87 zugeführt und von diesem an die Zylinder 31 geliefert. Öl wird zu den kolbenstangenseitigen Endkammern der Zylinder hinzugefügt, und der Wandabschnitt 30 wird nach innen gezogen, um den Querschnitt der Ballenpresskammer 18 zu verringern. Wenn die Magnetspule des Ventils 87 abgeschaltet wird, so wird ihr Auslassanschluss erneut mit der Rücklaufleitung 90 verbunden, und Öl kann von den Zylindern 31 zum Öltank 80 strömen, wodurch eine Ausfahrbewegung der Zylinder 31 und eine Vergrößerung des Querschnittes der Ballenkammer ermöglicht wird.When the solenoid of the control valve 87 is actuated to move the valve spindle to the left, the line 89 is disconnected from the return line 90. If no pressurized oil is available at the inlet port, for example because the bypass valve 82 is not actuated, the oil in the lines 85, 89 is shut off by the check valve 86 and the pressure relief valve 91 so that the cylinders 31 are also blocked to hold the wall section 30 in position. Otherwise, when the bypass valve 82 is actuated, pressurized oil is fed to the control valve 87 and delivered from it to the cylinders 31. Oil is added to the rod-side end chambers of the cylinders and the wall section 30 is drawn inward to reduce the cross-section of the baling chamber 18. When the solenoid of valve 87 is de-energized, its outlet port is reconnected to return line 90 and oil can flow from cylinders 31 to oil tank 80, thereby enabling extension of cylinders 31 and enlargement of the cross-section of the bale chamber.
Die Signale von dem Heukrallenschalter 60 und dem Lastsensor 75 oder 76 werden in dem Dichteregelsystem verwendet, das weiterhin eine Leiterplatte 94 (Fig. 5) zur Analyse dieser Ballenpressensignale und zur Ansteuerung oder zum Abschalten der Magnetspulen des Nebenschlussventils 87 und des Steuerventils 87 in Abhängigkeit hiervon umfasst. Die Leiterplatte 94 schließt einen Mikroprozessor 95, beispielsweise vom Microchip-Typ PIC16C73 ein, der mit löschbaren Speichereinrichtungen versehen ist, in die ein Programm entsprechend der nachfolgend angegebenen Beschreibung geladen werden kann.The signals from the hay claw switch 60 and the load sensor 75 or 76 are used in the density control system which further comprises a circuit board 94 (Fig. 5) for analyzing these baler signals and for controlling or de-energizing the solenoids of the shunt valve 87 and the control valve 87 in dependence thereon. The circuit board 94 includes a microprocessor 95, for example of the Microchip type PIC16C73, which is provided with erasable memory means into which a program can be loaded as described below.
Das Ausgangssignal des Lastsensors 75 ist über eine diodengeschützte Widerstandsschaltung 96 mit einem Analog-Eingangsanschlussstift des Mikroprozessors 95 verbunden. Der Heukrallen-Schalter 66 ist über eine weitere diodengeschützte Widerstandsschaltung 97 mit dem positiven Eingangsanschluss eines Vergleichers 98 verbunden. Ein Spannungsteiler 99 liefert eine Bezugspannung an den negativen Eingangsanschlussstift des Vergleichers 98. Der Ausgangsanschlussstift des Vergleichers ist mit einem digitalen Eingangsgatter des Mikroprozessors 95 verbunden: Wenn der Schalter 60 durch die Bewegung der Heukralle 47 geschlossen wird, wird der positive Eingangsanschlussstift des Vergleichers 98 mit einer Spannungsquelle V verbunden, und der Vergleicher liefert einen hohen Pegel an den digitalen Eingangsanschluss des Mikroprozessors 95. Wenn sich der Schalter 60 erneut öffnet, so fällt die Spannung an dem positiven Eingangsanschluss des Vergleichers 98 unter die Bezugsspannung ab, und ein niedriger Pegel wird an den Eingangsanschluss' des Mikroprozessors 95 geliefert.The output signal of the load sensor 75 is connected to an analog input pin of the microprocessor 95 via a diode-protected resistor circuit 96. The hay claw switch 66 is connected to the positive input pin of a comparator 98 via another diode-protected resistor circuit 97. A voltage divider 99 supplies a reference voltage to the negative input pin of the comparator 98. The output pin of the comparator is connected to a digital input gate of the microprocessor 95: When the switch 60 is closed by the movement of the hay claw 47, the positive input pin of comparator 98 is connected to a voltage source V, and the comparator provides a high level to the digital input terminal of microprocessor 95. When switch 60 opens again, the voltage at the positive input terminal of comparator 98 drops below the reference voltage and a low level is provided to the input terminal' of microprocessor 95.
Zwei Ausgangsgatter des Mikroprozessors 95 sind mit den Eingangsanschlussstiften von zwei von elektronischen Schaltern 100, 101 verbunden, wie z. B. Smartfets (Feldeffekttransistorschalter mit Intelligenz) des Typs BTS413A. Der Ausganganschlussstift des Schalters 100 ist mit der Magnetspule des Nebenschlussventils 82 verbunden. Bei Betätigung liefert der Schalter 100 einen Betätigungsstrom an die Magnetspule, um das Ventil 82 nach links zu verschieben. Die Magnetspule des Steuerventils 87 ist zwischen der Spannungsquelle V und einem Relais 103 angeschlossen. Im Ruhezustand verbindet dieses Relais die Magnetspule mit Erde, sodass das Ventil 87 betätigt und nach links verschoben wird. Das Relais 103 wird durch das Ausgangssignal des Smartfet 100 gesteuert. Wenn das Letztere niedrig ist, wird das Relais 103 nicht betätigt, und die Magnetspule des Steuerventils 87 bleibt eingeschaltet.Two output gates of the microprocessor 95 are connected to the input pins of two of electronic switches 100, 101, such as smartfets (field effect transistor switches with intelligence) of type BTS413A. The output pin of the switch 100 is connected to the solenoid of the shunt valve 82. When actuated, the switch 100 supplies an actuating current to the solenoid to move the valve 82 to the left. The solenoid of the control valve 87 is connected between the voltage source V and a relay 103. In the rest state, this relay connects the solenoid to ground so that the valve 87 is actuated and moved to the left. The relay 103 is controlled by the output signal of the smartfet 100. When the latter is low, the relay 103 is not actuated and the solenoid of the control valve 87 remains on.
Der andere Anschlussstift des Relais 103 ist mit dem Ausgangsanschlussstift des Smartfet 101 verbunden. Wenn das Relais 103 eingeschaltet ist und der Smartfet 101 nicht betätigt ist, so ist der Ausgangsanschlussstift des Letzteren mit Erde verbunden, und die Magnetspule des Steuerventils 87 ist eingeschaltet, um das Ventil 87 in seiner am weitesten links liegenden Stellung zu halten. Wenn andernfalls das Relais 103 eingeschaltet ist und der Smartfet 101 betätigt wird, so wird die Spannungsquelle V mit dem Ausgangsanschlussstift und dem Relais 103 verbunden. Weil die gleiche Spannung beiden Kontakten seiner Magnetspule zugeführt wird, wird das Ventil 87 abgeschaltet und es kehrt in seine Ruhestellung zurück, die in den Fig. 4 und 5 gezeigt ist.The other pin of relay 103 is connected to the output pin of smartfet 101. When relay 103 is energized and smartfet 101 is not actuated, the output pin of the latter is connected to ground, and the solenoid of control valve 87 is energized to hold valve 87 in its leftmost position. Otherwise, when relay 103 is energized and smartfet 101 is actuated, voltage source V is connected to the output pin and relay 103. Because the same voltage is supplied to both contacts of its solenoid, valve 87 is deenergized and it returns to its rest position shown in Figs. 4 and 5.
Das in den Mikroprozessor 95 geladene Programm tastet die Eingangssignale von dem Lastsensor 75 und dem Heukrallen-Schalter 60 ab und liefert ein Ausgangssignal an die Smartfets 100, 101 entsprechend der weiter unten folgenden Beschreibung.The program loaded into the microprocessor 95 samples the input signals from the load sensor 75 and the hay claw switch 60 and provides an output signal to the smartfets 100, 101 as described below.
Der Mikroprozessor 95 überwacht das Eingangssignal von dem Heukrallen-Schalter 60. Eine graphische Darstellung 110, die eine typische Entwicklung dieses Eingangssignals zeigt, ist in Fig. 6 gezeigt. Wenn der Schalter 60 schließt, steigt die dem digitalen Eingangsanschluss-Stift des Mikroprozessors 95 zugeführte Spannung von einem niedrigen auf einen hohen Pegel an. Wenn eine derartige Anstiegsflanke festgestellt wird, wird angenommen, dass eine neue Ladung in die Ballenpresskammer 18 eingeführt wurde, und das Programm stellt einen hohen Pegel an dem Ausgangsanschluss-Stift des Mikroprozessors 95 ein, um die Magnetspule des Nebenschlussventils 82 einzuschalten. Das Programm setzt diesen Ausgangsanschluss-Stift nach einem Intervall zurück, das etwas kürzer als die Zykluszeit des Presskolbens 24 ist. Dieses Intervall kann ungefähr 1, 2 Sekunden lang sein. Das Ausgangssignal des Smartfet 100 ist durch die Kurve 114 in Fig. 6 gezeigt. Während dieses Betätigungsintervalls wird mit Druck beaufschlagtes Öl dem Steuerventil 87 zugeführt.The microprocessor 95 monitors the input signal from the hay claw switch 60. A graph 110 showing a typical evolution of this input signal is shown in Figure 6. When the switch 60 closes, the voltage supplied to the digital input pin of the microprocessor 95 rises from a low to a high level. When such a rising edge is detected, it is assumed that a new load has been introduced into the baling chamber 18 and the program sets a high level on the output pin of the microprocessor 95 to turn on the solenoid of the shunt valve 82. The program resets this output pin after an interval slightly less than the cycle time of the ram 24. This interval may be approximately 1.2 seconds. The output signal of the Smartfet 100 is shown by the curve 114 in Fig. 6. During this actuation interval, pressurized oil is supplied to the control valve 87.
Während das Nebenschlussventil 82 betätigt ist, lässt das Programm irgendwelche weiteren Änderungen am Ausgangssignal des Schalters 60 außer Betracht. Damit beeinflusst ein zwischenzeitliches Öffnen und/oder Schließen des Schalters, dass sich aus einem Prellen in dem Schaltermechanismus ergeben könnte, das Ausgangssignal des Mikroprozessors 95 nicht.While the bypass valve 82 is actuated, the program ignores any other changes in the output of the switch 60. Thus, intermediate opening and/or closing of the switch, which could result from bounce in the switch mechanism, does not affect the output of the microprocessor 95.
Nach dem Betätigungsintervall setzt das Programm den Wert an dem Ausgangsanschluss-Stift zurück und das Nebenschlussventil 82 wird abgeschaltet, wodurch die weitere Zufuhr von mit Druck beaufschlagtem Öl an das Steuerventil 87 beendet wird.After the actuation interval, the program resets the value on the output port pin and the bypass valve 82 is de-energized, thus terminating the further supply of pressurized oil to the control valve 87.
Der Mikroprozessor 95 tastet das Signal von dem Lastsensor 75 mit einer Rate von 10 kHz ab. Das Programm addiert die Ergebnisse von zehn aufeinanderfolgenden Abtastproben und berechnet deren Mittelwert, um einen neuen Lastwert zu bestimmen. Entsprechend wird dieser Wert mit einer Rate von 1 kHz aktualisiert. Die Entwicklung der so bestimmten Lastwerte ist durch die Kurve 12 in Fig. 6 gezeigt.The microprocessor 95 samples the signal from the load sensor 75 at a rate of 10 kHz. The program adds the results of ten consecutive samples and calculates their average to determine a new load value. Accordingly, this value is updated at a rate of 1 kHz. The evolution of the load values thus determined is shown by the curve 12 in Fig. 6.
Das Dichte-Regelprogramm vergleicht weiterhin die so bestimmten Presskolben-Lastwerte mit einem Schwellenwert (gestrichelte Linie 113), der von dem Betreiber der Ballenpresse ausgewählt wurde. Wenn der mittlere Lastwert diesen Schwellenwert übersteigt, so setzt das Programm das Ausgangssignal des Mikroprozessors 95 an den Smartfet 101 auf einen hohen Pegel, um den Ausgangsanschluss des Letzteren mit der Spannungsquelle zu verbinden. Wenn der Smartfet 100 bereits durch einen kürzlichen Vorbeilauf des Erntematerials entlang des Heukrallen-Schalters 60 angesteuert wurde, wird die Spannung auf den Kontakt des Dichtesteuerventils 87 übertragen. Der zeitliche Verlauf der Spannung an dem Kontakt der Ventil-Magnetspule ist durch die Kurve 116 in Fig. 6 dargestellt.The density control program then compares the determined ram load values with a threshold value (dashed line 113) selected by the baler operator. If the average load value exceeds this threshold value, the program sets the output signal of the microprocessor 95 to the smartfet 101 to a high level to connect the output terminal of the latter to the voltage source. If the smartfet 100 has already been activated by a recent passage of the crop material past the hay claw switch 60, the voltage is transferred to the contact of the density control valve 87. The time course of the voltage at the contact of the valve solenoid is shown by the curve 116 in Fig. 6.
Weil die gleiche Spannung beiden Kontakten der Magnetspule zugeführt wird, kehrt das Ventil 87 in seine äußerste rechte Stellung zurück, und Öl von den Ballenpresskammer-Zylindern 31 kann zum Öltank 80 zurückströmen.Because the same voltage is supplied to both contacts of the solenoid, the valve 87 returns to its rightmost position and oil from the baling chamber cylinders 31 can flow back to the oil tank 80.
Wenn der Presskolben 24 seine am weitesten hinten liegende Stellung erreicht hat und beginnt, sich erneut zurückzuziehen, so sinkt die Last auf den Presskolben entsprechend ab, wie dies durch die Kurve 112 gezeigt ist. Das Programm überwacht weiter diese Last, und wenn der so bestimmte mittlere Lastwert unter den Schwellenwert 113 absinkt, legt es einen niedrigen Pegel an den Ausgangsanschluss des Mikroprozessors 95 zum Rücksetzen des Smartfets 101 an. Der Ausgangsanschluss-Stift des Letzteren wird mit Erde verbunden, um die Magnetspule des Ventils 87 wieder einzuschalten. Das Ventil kehrt in seine äußerste linke Stellung zurück, wodurch die Zylinderleitung 89 mit der Druckleitung 85 verbunden wird.When the plunger 24 has reached its rearmost position and starts to retract again, the load on the plunger decreases accordingly, as shown by curve 112. The program continues to monitor this load and when the average load value thus determined falls below threshold 113, it applies a low level to the output terminal of the microprocessor 95 to reset the smartfet 101. The output terminal pin of the latter is connected to ground to re-energize the solenoid of valve 87. The valve returns to its leftmost position, thereby connecting cylinder line 89 to pressure line 85.
Weil das Zeitintervall zur Betätigung des Nebenschlussventils noch nicht abgelaufen ist, steht mit Druck beaufschlagtes Öl an dem Steuerventil 87 zur Verfügung, und die Zylinder 31 werden eingezogen, um den Querschnitt der Ballenpresskammer 18 zu verringern.Because the time interval for actuating the bypass valve has not yet expired, pressurized oil is available at the control valve 87 and the cylinders 31 are retracted to reduce the cross-section of the baling chamber 18.
Nach diesem Intervall ist das Nebenschlussventil nicht mehr länger betätigt, und das Relais 103 kehrt in seine Ruhestellung gemäß Fig. 5 zurück. Der Kontakt der Magnetspule des Steuerventils 87 ist nunmehr über das Relais 103 mit Erde verbunden, und das Ventil 87 wird in seiner linken Position gehalten. Das Öl in den Zylindern 31 ist nunmehr durch das Rückschlagventil 86 eingefangen, sodass sich die Position der Zylinder 31 und des beweglichen Wandabschnittes 30 nicht mehr ändert.After this interval, the bypass valve is no longer actuated and the relay 103 returns to its rest position as shown in Fig. 5. The contact of the solenoid of the control valve 87 is now connected to ground via the relay 103 and the valve 87 is held in its left position. The oil in the cylinders 31 is now trapped by the check valve 86 so that the position of the cylinders 31 and the movable wall section 30 no longer changes.
Der resultierende zeitliche Verlauf des Öldruckes in der Hydraulikleitung 89 am Auslassanschluss des Steuerventils 87 ist durch die Kurve 118 dargestellt. Wenn eine neue Ladung aus Erntematerial von dem Heukrallen-Schalter 60 erfasst wurde, werden das Nebenschlussventil 82 und das Relais 103 eingeschaltet. Die von dem Sensor 75 erfasste Lastspitze schaltet das Steuerventil 87 ab, und Öl kann wieder über die Öffnung 84 zum Öltank 80 zurückströmen. Der Druck in der Leitung 85 verringert sich graduell, bis der Wert der gemessenen Last unter den Schwellenwert (113) abfällt. Das Steuerventil 87 wird erneut betätigt, und das mit Druck beaufschlagte Öl wird zu den Zylindern 31 gepumpt. Wenn das vorgegebene Zeitintervall abgelaufen ist, kehrt das Nebenschlussventil 82 in seine Ruhestellung zurück, und es wird kein weiteres Öl der Zylinderleitung 89 hinzugefügt. Das Ventil 87 bleibt betätigt, und das Rückschlagventil 86 schließt, wodurch das Öl in der Leitung 89 und den Zylindern 31 blockiert wird. Der Druck in der Leitung 89 bleibt im Wesentlichen konstant, bis die nächste Ladung aus Erntematerial der Ballenpresskammer 18 zugeführt wurde. Es kann jedoch noch ein kleines Absinken des Zylinderdruckes auftreten, das sich hauptsächlich aus der Entspannung des Erntematerialpackens in der Ballenpresskammer 18 ergibt.The resulting time course of the oil pressure in the hydraulic line 89 at the outlet port of the control valve 87 is shown by the curve 118. When a new load of crop material has been detected by the hay claw switch 60, the bypass valve 82 and the relay 103 are switched on. The load peak detected by the sensor 75 switches off the control valve 87 and oil can again flow back to the oil tank 80 via the opening 84. The pressure in the line 85 gradually decreases until the value of the measured load falls below the threshold value (113). The control valve 87 is again actuated and the pressurized oil is pumped to the cylinders 31. When the predetermined time interval has elapsed, the bypass valve 82 returns to its rest position and no further oil is added to the cylinder line 89. The valve 87 remains actuated and the check valve 86 closes, blocking the oil in the line 89 and the cylinders 31. The pressure in the line 89 remains substantially constant until the next load of crop material has been fed into the baling chamber 18. However, a small drop in cylinder pressure may still occur, resulting primarily from the relaxation of the crop pack in the baling chamber 18.
Zusammenfassend ist festzustellen, dass während der normalen Ballenpressoperationen eine neue Ladung des Erntematerials im Inneren der Ballenpresskammer 18 durch den Presskolben 24 nach hinten gedrückt wird. Das Vorbeilaufen der Ladung entlang des Teils der Wand, der mit der Heukrallenbaugruppe 44 ausgerüstet ist, löst den Schalter 60 aus, und das Programm betätigt entsprechend das Nebenschlussventil 82 über ein festes Zeitintervall, während dessen mit Druck beaufschlagtes Öl dem Dichtesteuerventil 87 zugeführt wird. Die Kompression der neuen Ladung ruft eine übermäßige Presskolben-Last hervor, die von dem Lastsensor 75 gemessen wird, und das Steuerventil 87 wird abgeschaltet, was das Ablassen eines Teils des Öls von den Zylindern 31 ermöglicht. Wenn der Presskolben 24 in seine vordere Stellung zurückkehrt, sinkt die Presskolben-Last unter den ausgewählten Schwellenwert ab, und das Steuerventil 87 wird erneut eingeschaltet. Öl wird den Zylindern 31 hinzugefügt, bis am Ende des festen Intervalls das Nebenschlussventil 82 abgeschaltet wird und der Öldruck am Eingangsanschluss des Steuerventils 87 abfällt. Das Rückschlagventil 86 schließt und blockiert das Öl in den Zylindern 31, wodurch die Position des beweglichen Wandabschnittes 30 festgehalten wird.In summary, during normal baling operations, a new load of crop material is forced rearward within the baling chamber 18 by the ram 24. The passage of the load along the portion of the wall equipped with the hay claw assembly 44 triggers the switch 60 and the program accordingly operates the bypass valve 82 for a fixed time interval during which pressurized oil is supplied to the density control valve 87. The compression of the new load causes an excessive ram load, measured by the load sensor 75, and the control valve 87 is de-energized, allowing some of the oil to be drained from the cylinders 31. When the ram 24 returns to its forward position, the ram load drops below the selected threshold and the control valve 87 is again energized. Oil is added to the cylinders 31 until, at the end of the fixed interval, the bypass valve 82 is deactivated and the oil pressure at the inlet port of the control valve 87 drops. The check valve 86 closes and blocks the oil in the cylinders 31, thereby fixing the position of the movable wall section 30.
Die Einführung einer neuen Ladung aus Erntematerial ruft zunächst eine Vergrößerung des Ballenpresskammer-Querschnittes während eines ersten Intervalls, gefolgt von einer Verkleinerung des Querschnittes während eines zweiten Intervalls hervor. Die resultierende Position des beweglichen Wandabschnittes 30 hängt von dem Verhältnis zwischen diesen zwei Zeitintervallen ab. Je höher und breiter die von dem Lastsensor 75 gemessene Lastspitze ist, desto länger ist das erste Intervall und desto größer ist der Querschnitt der Ballenpresskammer. Wenn die Lastspitze niedriger ist, so ist das erste Intervall kürzer, und es wird mehr Öl den Zylindern 31 hinzugefügt, wodurch eine Verkleinerung des Querschnittes der Ballenpresskammer hervorgerufen wird. Nach der Einführung mehrerer ähnlicher Ladungen aus Erntematerial wird ein Gleichgewichtszustand erreicht, in dem die Menge des Öls, die während jedes Kompressionshubes abgelassen wird, gleich der Menge des Öls ist, die zwischen den Kompressionshüben hinzugefügt wird.The introduction of a new load of crop material initially causes an increase in the baling chamber cross-section during a first interval, followed by a reduction in the cross-section during a second interval. The resulting position of the movable wall section 30 depends on the relationship between these two time intervals. The higher and wider the load peak measured by the load sensor 75, the longer the first interval and the larger the cross-section of the baling chamber. If the load peak is lower, the first interval is shorter and more oil is added to the cylinders 31, causing a reduction in the cross-section of the baling chamber. After the introduction of several similar loads of crop material, an equilibrium condition is reached in which the amount of oil drained during each compression stroke is equal to the amount of oil added between compression strokes.
Es ist aus den Kurven 110 und 112 zu erkennen, dass erhebliche Lastspitzen selbst dann festgestellt werden können, wenn keine neue Ladung aus Erntematerial in die Ballenpresskammer 18 eingeführt wurde. Diese Lastspitzen folgen aus dem Auftreffen des Presskolbens 24 auf die Vorderseite des Packens, der dazu neigt, sich während des Rückziehhubes des Presskolbens nach vorne auszudehnen. Diese Spitzen beeinflussen jedoch nicht die Einstellung des beweglichen Abschnittes 30 der Ballenpresskammer, weil das Relais 103 nicht betätigt ist, und die Magnetspule des Steuerventils 87 mit Erde verbunden hält. Das betätigte Ventil 87 und das Rückschlagventil 86 blockieren das Öl in der Zufuhrleitung 89 und halten die Zylinder 31 auf ihren Stellungen.It can be seen from curves 110 and 112 that significant load peaks can be experienced even when no new load of crop material has been introduced into the baling chamber 18. These load peaks result from the impact of the ram 24 on the front of the pack, which tends to expand forwards during the retraction stroke of the ram. However, these peaks do not affect the setting of the movable section 30 of the baling chamber because the relay 103 is not actuated, keeping the solenoid of the control valve 87 connected to earth. The actuated valve 87 and the check valve 86 block the oil in the supply line 89 and hold the cylinders 31 in their positions.
Entsprechend verhindert das Dichte-Regelsystem an den Wendebereichen, an denen keine neuen Ladungen nach oben in die Ballenpresskammer 18 gestopft werden, eine Neueinstellung des beweglichen Wandabschnittes 30 in Abhängigkeit von den von dem Sensor 75 gemessenen Lasten: Das durch die Last gesteuerte Steuersignal von dem Smartfet 101 wird durch das Relais 103 unterbrochen. Weiterhin steht kein mit Druck beaufschlagtes Öl am Einlassanschluss des Steuerventils 87 zur Verfügung, weil das Nebenschlussventil 82 nicht betätigt ist.Accordingly, the density control system prevents a readjustment of the movable wall section 30 in the turning areas where no new loads are stuffed upwards into the baling chamber 18, depending on the loads measured by the sensor 75: The control signal from the Smartfet 101, which is controlled by the load, is interrupted by the relay 103. Furthermore, no pressure is available Pressurized oil is available at the inlet port of the control valve 87 because the bypass valve 82 is not actuated.
Obwohl die Erfindung unter Bezugnahme auf eine bestimmte Art einer Rechteckballenpresse beschrieben wurde, sind andere Ausführungsformen denkbar, ohne jedoch von dem Grundgedanken der Erfindung abzuweichen.Although the invention has been described with reference to a specific type of rectangular baler, other embodiments are conceivable without, however, deviating from the basic idea of the invention.
Beispielsweise kann sie, wie dies weiter oben angegeben wurde, auch in Verbindung mit Lastsensoren verwendet werden, die auf den Kolbenbolzen 76 oder den Kolbenstangen 25 des Presskolbens 24 aufgebracht sind. Es ist weiterhin vorstellbar, die Einführung einer neuen Ladung aus Erntematerial aus der Bewegung eines der anderen Heukrallen-Baugruppen 44 oder 45 abzuleiten. Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform überwacht der Sensor-Schalter 60 die Bewegung einer Heukralle 47, die oberhalb des Ballenpresskammer-Schlitzes 40 angeordnet ist. Diese Position hat den Vorteil, dass die Gefahr einer Verunreinigung des Schalters 60 durch verlorengegangene Stroh- oder Heuteilchen wesentlich kleiner als unterhalb des Schlitzes 40 ist. Man kann auch die Bewegung der Heukrallen-Baugruppen 45 in der oberen Wand 37 der Ballenpresskammer überwachen, doch sollte man dann mit der Wahrscheinlichkeit rechnen, dass eine unvollständige Ladung nicht bis zur oberen Wand 37 hin reichen könnte und dass die überwachte Heukrallen-Baugruppe 45 entsprechend nicht hiermit in Eingriff kommen würde, obwohl eine erhebliche Menge an Material nachfolgend gegen den Packen in der Ballenpresskammer 18 komprimiert wird.For example, as indicated above, it can also be used in conjunction with load sensors mounted on the piston pin 76 or the piston rods 25 of the baling piston 24. It is also conceivable to sense the introduction of a new load of crop material from the movement of one of the other hay claw assemblies 44 or 45. In the embodiment described above, the sensor switch 60 monitors the movement of a hay claw 47 located above the baling chamber slot 40. This position has the advantage that the risk of contamination of the switch 60 by lost straw or hay particles is much smaller than below the slot 40. One may also monitor the movement of the hay claw assemblies 45 in the upper wall 37 of the baling chamber, but one should then take into account the likelihood that an incomplete load may not reach the upper wall 37 and that the monitored hay claw assembly 45 would accordingly not engage it, even though a significant amount of material is subsequently compressed against the pack in the baling chamber 18.
Der mechanische Schalter 60 kann auch durch kontaktfreie Sensoren ersetzt werden, wie z. B. Näherungsschalter oder optische Sensoren. Es ist weiterhin vorstellbar, die Bewegung eines anderen Bauteils zu überwachen, das auf einem Teil einer Wand der Ballenpresskammer 18 für den einzigen Zweck der Feststellung des Vorbeilaufs einer neuen Ladung aus Erntematerial an diesem vorbei installiert wurde und keine Funktion beim Festhalten des Packen während des Rückwärtshubes des Presskolbens 24 hat.The mechanical switch 60 may also be replaced by non-contact sensors, such as proximity switches or optical sensors. It is also conceivable to monitor the movement of another component installed on a portion of a wall of the baling chamber 18 for the sole purpose of detecting the passage of a new load of crop material past it and having no function of holding the pack in place during the return stroke of the baling piston 24.
Claims (18)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB9721106A GB2330110A (en) | 1997-10-07 | 1997-10-07 | Bale density control system for agricultural balers |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE69807408D1 DE69807408D1 (en) | 2002-10-02 |
| DE69807408T2 true DE69807408T2 (en) | 2003-02-20 |
Family
ID=10820069
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE1998607408 Expired - Lifetime DE69807408T2 (en) | 1997-10-07 | 1998-10-01 | Bale density control device for baler |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE69807408T2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102009013473A1 (en) * | 2009-03-19 | 2010-09-23 | Usines Claas France S.A.S., St. Rémy-Woippy | Agricultural Baler |
-
1998
- 1998-10-01 DE DE1998607408 patent/DE69807408T2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102009013473A1 (en) * | 2009-03-19 | 2010-09-23 | Usines Claas France S.A.S., St. Rémy-Woippy | Agricultural Baler |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69807408D1 (en) | 2002-10-02 |
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|---|---|---|---|
| 8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: CNH BELGIUM N.V., ZEDELGEM, BE |
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| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8320 | Willingness to grant licences declared (paragraph 23) |