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Die
Erfindung betrifft eine Ballenpresse nach dem Oberbegriff des Anspruchs
1, wie sie aus der
EP 1
190 618 A1 bekannt ist. Dort ist eine Ballenpresse für loses
Preßgut,
insbesondere Papier, beschrieben, die sich als Kanalballenpresse
mit hydraulischem Antrieb für
einen stationären
Hochleistungsbetrieb einsetzen läßt, gleichwohl
aber statt der dafür
zuvor üblichen
Drahtumwicklungen eine Umschnürung
mit Bindegut vorsieht, die jeweils mittels eines Knoters zu schließen ist.
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Diese
Umschnürung
mit Bindegut hat bei fahrbaren Erntemaschinen ihrer eigene Tradition, wobei
ein zentraler Antrieb von einer Zugmaschine aus und eine fortlaufende,
stillstandsfreie Bewegung der Elemente der Presse ein Leistungsniveau
begrenzen, bei dem die Funktion der Knoter im allgemeinen verläßlich erzielt
werden kann.
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In
der
EP 1 190 618 A1 sind
Zuführungen des
Bindeguts zum Knoter über
eine Bremse und eine nachfolgende Federschwinge vorgesehen, die im
allgemeinen geeignet erscheinen, das Bindegut bei seiner Zuführung hinreichend
straft zu halten, so daß bei
der komplexen Bewegung des Knoters das Bindegut längs der
vorgegebenen Führungen
verläuft.
Im Hochleistungsbetrieb stationärer
hydraulischer Ballenpressen mit hohen Ballenverdichtungen und hohen
Preßkräften und
auch mit verschärften Anforderungen
an die Verläßlichkeit
und Ausfallsicherheit der aufgebrachten Umschnürungen hat sich jedoch herausgestellt,
daß die
herkömmliche
Knoter-Abbindung fehleranfällig
ist.
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Aufgabe
der Erfindung ist es dementsprechend, eine Ballenpresse zu schaffen,
bei der die Umschnürung
mit Bindegut auch bei hohen Preßkräften mit
hoher Zuverlässigkeit
und hoher Belastbarkeit aufzubringen ist.
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Gemäß der Erfindung
wird diese Aufgabe von einer Ballenpresse nach dem Oberbegriff des Anspruchs
1 ausgehend mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Es
hat sich gezeigt, daß die
Zuführung
des Bindeguts bei der Ausführung
der Knoten im Knoter einen wichtigen und kritischen Einfluß auf die
Verknotung der Umschnürung
hat und daß der
Knoter nicht schon dann im Sinne höherer Anforderungen an Belastbarkeit
und Zuverlässigkeit
der Umschnürung brauchbar
arbeitet, wenn das Bindegut nur mit irgendeiner Zugspannung zugeführt wird,
die lediglich die vorgegebene Bindegutführung sichert, um Lose, Schleifen
u. dgl. zu vermeiden. Vielmehr bedarf es einer Zugspannungsregelung,
die bei dem jeweiligen Knoten einerseits gewährleistet, daß die knotenförmige Verschlingung
einerseits vom Knoter ausführbar
ist, andererseits aber auch eine Verfestigung im Knoter ergibt,
bei der der nach der Freigabe hochbelastete Knoten nicht aufgeht.
Diese besondere Vorgabe für
den jeweils ersten der beiden auszuführenden Knoten, der die Umschnü rung eines
fertigen Ballens abschließt,
ist nicht ohne weiteres bei dem nachfolgend auszuführenden
zweiten Knoten übereinstimmend
vorzugeben, der als Anfangsknoten für eine nachfolgende Bandschleife
zunächst
keine ballenseitige Belastung aufweist. Dafür benötigt der zweite Knoten nach
dem Abtrennen des Bindeguts hinter dem ersten Knoten mit den Anfängen der Stränge einer
neuen Bindegutschleife Zugspannungen auf beiden Strängen, die
einerseits wieder die Durchführungen
der Umschlingungen für
den Knoten erlauben, andererseits dem Knoten trotz geringerer Belastung
auch eine Festigkeit mitgeben, die ein Aufgehen des Knotens, insbesondere
mit einem Durchziehen des einen oder anderen Strangendes ausschließt. Fallweise
können
die Zugspannungen für die
Ausführung
des ersten Knotens und die Ausführung
des zweiten Knotens in einander überschneidenden
Bereichen liegen und dementsprechend einheitlich eingestellt sein.
Im allgemeineren Fall ist aber eine unterschiedliche Einstellung
der Zugspannungen vorzusehen. Weiter sind die Zugspannungen auf den
beiderseitigen Bindegutsträngen
unterschiedlich vorgebbar, zumal der Bindegutstrang auf der dem Knoter
gegenübergelegenen
Seite mit einem größeren Umschlingungsanteil
am Ballen und stärkeren Zuführbewegungen
belastet ist.
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Eine
entsprechende Zugspannungsregelung kann auf verschiedene Weise,
z.B. auch über
angetriebene Rollen mit Drehmomentenregelung erfolgen. Eine einfache
und leicht zu beherrschende Spanneinrichtung sieht aber zunächst einmal
eine Bremse, insbesondere eine Reibbremse, für das Bindegut und von dieser
aus zum Knoter hin eine nachgiebig geführte Umlenkschleife vor. Um
bei dieser eine vorgegebene Zugspannung für den ersten Knoten zu erzielen,
kann für
die Bewegung der Umlenkrolle eine Anschlagbegrenzung vorgesehen
sein, in deren Bereich eine definierte Kraft zur Ausführung des
ersten Knotens vorgesehen ist.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird in der Zeichnung dargestellt und nach folgend
näher beschrieben.
In der Zeichnung zeigen in jeweils stark vereinfachter und schematisierter
Ansicht
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1 eine
schnittbildlicher Draufsicht auf eine Ballenpresse in einer ersten
Arbeitsstellung
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2 Draufsicht
gemäß 1 zu
einer zweiten Arbeitsstellung
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3 Seitenansicht
zur Ballenpresse gemäß 1 und 2
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4 Detailansicht
eines Bindegutvorrats und einer Fadenbremse
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5 Seitenansicht
einer Spanneinrichtung für
das Bindegut
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6 Schnitt
nach Linie VI–VI
in 5
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7 Queransicht
der Spanneinrichtung gem. Pfeil VII in 5 und
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8 Schnitt
nach Linie VIII–VIII
in 5.
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Eine
in den 1 bis 3 der Zeichnung insgesamt mit 1 bezeichnete
Kanalballenpresse umfaßt
einen Füllraum 2,
der sich in der Draufsicht in einen Preßkanal stufenlos fortsetzt
und durch den hindurch ein Preßstempel 4 sich
bis in den Preßkanal 3 hinein
vorbewegt und wieder zurückfährt, um
in den Füllraum 2 lose
eingeworfenes Material zu einem Ballen 5 bzw. 6 zu
verdichten.
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Die
Ballen 5,6 werden mit Bindegut umschnürt, so daß sie nach
dem Verlassen des Preßkanals 3 ihre
kompakte quaderförmige
Gestalt behalten. Dabei werden mehrere Umschnürungen parallel zueinander
vorgesehen, um den Ballen damit besser zusammenzuhalten. Im vorliegenden
Fall ist eine horizontale Umschnürung
dargestellt, doch wird in der Praxis ebenso eine vertikale Umschnürung vorgesehen
und insbesondere bei Ballen kritischen Zusammenhalts kann auch eine
kreuzweise Umschnürung eingerichtet
werden.
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Die
Umschnürung
erfolgt im vorliegenden Fall nicht, wie früher bei stationären hy draulischen Hochleistungs-Ballenpressen,
mit Draht, der durch Verdrillen von Enden zu geschlossenen Umschnürungen zusammengefügt wird,
sondern gemäß der EP
1 190 618 A1 mit Bindegut, dessen Bindegutenden durch Knoter 7 miteinander
verbunden werden. Diese an sich im Erntemaschinenbereich – allerdings im
allgemeinen bei geringeren Verdichtungen und Umschnürungskräften – bewährte Knotertechnik
vermag erstaunlich hohen Beanspruchungen standzuhalten, wenn dabei
in Bezug auf die Bindegutzuführung
und die Bindegutspannung vorzugebende besondere Bedingungen eingehalten
werden. Sowohl Überlastungen
des Bindeguts beim Verknoten, die zu einem Ausreißen des
Bindeguts aus Halterungen im Knoten führen können wir auch zu geringe Spannungen
des Bindeguts oder Bindegutlose, die zu offenen oder jedenfalls
nicht hinreichend gefestigten Knoten führen können, sind Störungsquellen.
Solche Störungen
aber sind insbesondere bei Hochleistungspressen schwerwiegend und
kostspielig, zumal diese oft im Dauerbetrieb auftreten.
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Vor
dem Verknoten bildet das Bindegut eine offene Schleife, bei der
von einem vorderseitig an dem zu umschnürenden Ballen 5 gelegenen
Knoten 8 zwei Stränge 9,10 durchgehend
zu einem jeweils auf beiden Seiten vorrätigen Bindegutvorrat 11,12,13,14,15,16 durchlaufen.
Dabei liegen die Stränge 8,9 zunächst am
teilfertigen Ballen 5 an, wonach der Strang 9 auf
der Knoterseite durch den Bereich des Knoters 7 hindurchläuft, während der Strang 10 auf
der gegenüberliegenden
Seite im Zugriff eines Zuführarms 17 liegt,
der zur Einleitung des Verknotens durch den Preßkolben 4 mit entsprechenden
Schlitzen hindurchfährt
und den Strang 10 gleichfalls in den Bereich des Knoters
hineinbringt, wie dies in 2 zu sehen
ist. Der Knoter führt
dann je Schleife zwei aufeinanderfolgende Knoten aus, von denen
der erste die Umschnürung
des Ballens 5 schließt
und der zweite – unter
Abtrennen der restlichen Stränge 9,10 hinter
dem ersten Knoten – einen neuen
zweiten Anfangsknoten für
eine Schleife fertigt, die einen neuen Ballen aufnehmen kann.
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Aus
der Betrachtung dieses an sich herkömmlichen Umschnürungsvorgangs
wird deutlich, daß die
beiden aufeinanderfolgend herzustellenden Knoten zwar im Knoter 7 in
der gleichen Weise aber unter sehr unterschiedlichen Bedingungen
hergestellt werden. Der jeweils erstgefertigte Knoten erfolgt bei
einer Bindegutspannung, die durch die Zuführbewegung des Zuführarms 17 bestimmt
ist und eine strafte Anlage am hochverdichteten Ballen 5 vorsieht.
Der zweite Knoten ist demgegenüber
ein Knoten, bei dem nach Abtrennen der Umschnürung um den Ballen 5 die
freien Enden des Bindeguts, wie es von den Bindegutvorraten herangeführt ist,
zusammengehalten und gemeinsam verknotet werden. Dabei wird im allgemeinen
Länge und
Spannung im Bindegut nachgegeben mit der besonderen Gefahr, daß unzulängliche
Spannung zu nicht ausreichend verfestigten Knoten führt.
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Wie
insbesondere aus den 1 bis 3 ersichtlich
ist, durchläuft
jeder Strang des Bindeguts eine von sechs dargestellten Spanneinrichtungen 18,19,20,21,22,23,
die nachfolgend näher
beschrieben wird, einschließlich
einer Fadenbremse, wie sie aus 4 veranschaulicht
wird.
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In 4 ist
ein Bindegutvorrat 24 als einfache, von innen her abzuwickelnde
Bindegutspule dargestellt, von der ein Bindegutstrang 9 durch
eine Fadenbremse 25 hindurchläuft. Die Fadenbremse 25 läßt den Bindegutstrang 9 zunächst durch
eine Führungsöse 26 hindurchlaufen,
so daß er
in vorgegebener Richtung unter einen Gleitschuh 27 gelangt,
der durch eine Feder 28 auf einem Schraubbolzen 29 mit vorgebbarer
Anpreßkraft
zu einer Gegenplatte 30 angedrückt wird. Hier wird durch Reibung
mit einstellbarer Normalkraft eine vorgegebene Bremswirkung zu einer
Fadenbremse erzielt. Der Gleitschuh 27 ist dabei kufenförmig aufgebogen,
um Beschädigungen und
Verhakungen des Bindegutstrangs 9 zu vermeiden.
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Von
dort läuft
der Bindegutstrang 9 in eine der Spanneinrichtungen 18 bis 23,
bei spielsweise eine in 5 bis 8 veranschaulichte
Spanneinrichtung 18, mit einer nachgiebig geführten Umlenkschleife 31 für das Bindegut
ein.
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Die
Spanneinrichtung 18 umfaßt eine vertikale Rückenplatte 32 zum
Anmontieren oder Anschweißen
an seitlichen Außenwänden der
Ballenpresse 1, von der eine Konsole 33 horizontal
vorsteht. Von der Konsole 33 mit nach unten offenem U-Querschnitt ragen
zwei Führungsstangen 34,35 parallel
zueinander nach unten. Diese Führungsstangen 34,35 sind
am oberen Ende an der Konsole 33 festgeschraubt und am
unteren Ende ebenfalls zur Versteifung gemeinsam mit einer Jochstrebe 36 verschraubt.
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Auf
die Konsole 33 ist nach oben hinausragend ein Ständer 37 mit
einer horizontal vorstehenden Kragplatte 38 fest angebracht,
unter der im Abstand voneinander zwei Rollengabeln 39,40 angebracht
sind und zwar jeweils drehbeweglich um ein Gelenk 41,42 mit
vertikaler Achse. Die Rollengabeln 39,40 lagern
jeweils eine Umlenkrolle 43 bzw. 44 mit horizontaler
Achse, so daß über die
Umlenkrollen 43,44 der Bindegutstrang 9 nach
unten zu einer freien Laufrolle 45 und von dieser wieder
nach oben im Zuge einer Umlenkschleife geführt werden kann. Die vertikalen
Drehgelenke 41,42 sind mit der vertikalen Drehachse
jeweils auf den Umfang der zugehörigen Laufrolle
ausgerichtet und erlauben damit eine saubere Einstellung der Laufrichtung
auf den Bindegutstrang wenn dieser – wie aus 8 ersichtlich – vor und
hinter der Spanneinrichtung 18 eine andere horizontale
Ausrichtung einnehmen soll.
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Die
freie Laufrolle 45 kann sich zur Verkürzung oder Ausweitung der Umlenkschleife 31 aufwärts und
abwärts
bewegen. Sie ist in einer Rollengabel 46 mit horizontaler
Achse drehbar gelagert, die über
einen Schraubbolzen 47 mittig in einem Gewichtspaket 48 mit
mehreren übereinanderliegenden Platten 49 festgelegt
ist. Die Platten 49 weisen für den Durchtritt der Führungsstangen 34,35 Aussparungen
auf, die eine seitliche Führung
sicherstellen, wobei eine der Platten, hier eine unterste Platte 50, jeweils
eine untere Abstützfläche für jeweils
eine von zwei Druckfedern 51,52 bildet, die als
Schraubenfedern die Führungsstangen 34,35 umschließen und oberseitig
gegen die Konsole 33 anliegen.
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Die
freie Laufrolle 45 wird also im Sinne der Wirkung einer
Spanneinrichtung für
die Umlenkschleife 31 durch das Gewichtspaket 48 nach
unten gezogen. Darüber
hinaus wirkt auf das Gewichtspaket und damit mittelbar auch auf
die Laufrolle 45 die nach unten wirkende Kraft der Druckfedern 51,52,
die um so größer wird,
je weiter sich die Umlenkschleife 31 verkürzt und
je weiter sich damit die Druckfedern zusammendrücken. Schließlich gelangt
die Laufrolle 45 in eine Anschlagstellung, wenn die Rollengabel 46 so
hochgezogen wird, daß sie
unter die Konsole 33 anschlägt, wozu die Rollengabel 46 oberseitig
zu breiten Anschlagplatten 53,54 abgewinkelt ist.
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Die
Funktion der Spanneinrichtung 18 mit ihren verschiedenen
Arbeitsbereichen unterschiedlichen Spannkraftniveaus wird insbesondere
im Vergleich mit der 2 deutlich. Wenn der Zuführarm 17 die
beiden Bindegutstränge
einer Bindegutschleife (von mehreren) zum Knoter 7 hin
zusammenführt, muß Bindeguts
beiderseits vom jeweiligen Bindegutvorrat abgezogen werden. Dies
ist insbesondere für den
jeweiligen Bindegutstrang auf der dem Knoter 7 gegenüberliegenden
Seite der Fall, gilt aber auch für den
Bindegutstrang auf der Seite des Knoters.
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Für den Abzug
von Bindegut aus dem Bindegutvorrat ist auf den jeweiligen Strang
eine Zugkraft aufzubringen, die die Fadenbremse 25 überwindet. Dabei
verkürzt
sich die Umlenkschleife 31 infolge der hohen Zugkräfte, wobei
die Druckfedern 51,52 entsprechend zusammengedrückt werden
und die Rollengabel 46 sogar zum Anschlag gegen die Konsole 33 kommen
kann.
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Auch
nach dem Abschluß und
Stillstand des Holvorgangs für
Bindegut geht von der kurzen Umlenkschleife 31 und den
stark zusammengedrückten Druckfedern 51,52 eine
hohe Zugkraft aus, die den jeweiligen Bindegutstrang unter hoher
Zugkraft hält. Von
diesem Zugkraftniveau aus wird der erste Knoten zwischen den Bindegutsträngen ausgeführt, der einen
festen Abschluß der
Umschnürung
für den
fertiggestellten Ballen liefert.
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Für die Fertigung
des zweiten Knotens nach Abtrennen der fertigen Umschnürung ist
gleichfalls eine ausreichende Zugkraft auf beiden Bindegutsträngen sicherzustellen,
auch wenn die Bindegutstränge
aufgrund der sich ergebenden Führung
der Stränge
durchaus ein gewisses Maß an
Länge frei werden
läßt. In diesem
Fall kann sich die Umlenkschleife 31 erheblich ausdehnen
und erhält
trotz weitgehender Entspannung der Druckfedern 51,52 mit dem
Gewichtspaket 48 eine Belastung, die die Zugspannung beim
Verknoten gewährleistet
und die Festigkeit der Verknotung sicherstellt.
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Wie
insbesondere in den 5 bis 8 näher eingezeichnet,
kann die Spanneinrichtung 18 mit einer Bruchüberwachung
für das
Bindegut ausgestattet sein. Hierzu ist ein Näherungssensor 55 vorgesehen,
der beispielsweise als induktiver Geber ein Herabfallen des Gewichtspakets 48 auf
die Jochstrebe 36 meldet, über einen Arm 56 mit
der Jochstrebe 36 verbunden. Ein Abreißen des Bindegutstrangs 9 zwischen
Fadenbremse 25 und Knoter führt zum Fallen des Gewichtspakets 48 und
damit zu einer Meldung des Bindegutbruchs durch den Näherungssensor 55.
Es versteht sich, daß der
Fall des Gewichtspakts auch durch eine Vielzahl anderer bekannter Sensoren
oder Schalter überwacht
werden kann.
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Die
Kombination von Gewichts- und Federkräften zur Einstellung der verschiedenen Anforderungen
an die Zugkraft im Bindegut hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt.
Es versteht sich allerdings, daß die
jeweiligen Kräftebereiche
für die Umlenkschleife 31 in
verschiedenen Ausdehnungslängen
bzw. Laufrollen-Positionen auch in anderer Weise, etwa ganz mit
Hilfe bereichsweise arbeitender Federn oder sogar mit Hilfe druckmittelbetätigter Stellglieder
erreicht werden könnte.
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Die
Rollen 43,44 und 45 haben für die Zuführung des
Bindeguts eine sehr wichtige Funktion, indem sie den Transport des
Bindeguts zu den Knotern hin reibungsarm gestalten. Damit ist eine
Zuführung ohne
Lose und Ungleichmäßigkeiten,
etwa in Form von slip-stick-Effekten mit der vorgegebenen Längsspannung
im Bindegut zu erreichen.
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Bei
der Einstellung der Spanneinrichtungen wird dem Bindegutstrang 10 auf
der dem Knoter 7 gegenüberliegenden
Seite des Ballens regelmäßig eine höhere Zugspannung
zugeordnet werden. Dies erfolgt dann im allgemeinen nicht nur durch
eine höhere
Bremskrafteinstellung an der Bindegutbremse 25, sondern
vor allem auch durch eine Auslegung der Federn und Federwege im
Arbeitsbereich nahe der Anschlagstellung mit den Anschlagplatten 53 und 54.