BE1019181A3 - Vierkantebalenpers en bijbehorende regelmethode. - Google Patents

Abstract

Een vierkantebalenpers (10) met een controller (58) voor het regelen van de werking van de balenpers aan de hand van de signalen MW, MWF, MP, gekenmerkt doordat: - het gemeten gewichtsignaal (MW) toegevoerd wordt aan een eerste regellus en vergeleken wordt met de waarde van het gewenste gewicht (TW) om een gewenste waarde voor de kracht (TF) te genereren; - het gemeten krachtsignaal (MF) toegevoerd wordt aan een tweede regellus en vergeleken wordt met de gewenste waarde van de kracht (TF) om een gewenste waarde voor de bekrachtiging (TP) te genereren; - het gemeten bekrachtigingssignaal (MP) toegevoerd wordt aan een derde regellus en vergeleken wordt met de gewenste waarde voor de bekrachtiging (TP) om de bekrachtiging van de actuator (18) te regelen; en - de bemonsteringsfrequentie van de tweede regellus hoger is dan die van de eerste regellus en lager dan die van de derde regellus.

Description

VIERKANTEBALENPERS EN BIJBEHORENDE REGELMETHODE

Deze uitvinding heeft betrekking op een balenpers eri een bijbehorende regelmethode.

Balenpersen zijn machines die gebruikt worden in de landbouw voor het maken van balen van (gewoonlijk) stro of andere biomassa zoals hooi of kuilvoeder geproduceerd tijdens een oogst- of maaibewerking.

Volgens de stand van de techniek bestaan er diverse soorten balenpersen. Een gemeenschappelijk kenmerk van vrijwel alle balenpersen is dat ze achter landbouwvoertuigen, zoals trekkers, gesleept worden. Een balenpers bevat een toevoermechanisme waarmee biomassa aan het binnenste van de balenpers wordt toegevoerd en samengedrukt wordt of op een andere wijze behandeld om balen te vormen. De voltooide balen worden omwikkeld met een touw zodat ze niet uiteenvallen en worden uitgeworpen via een uitwerpgoot, gewoonlijk aan de achterkant van de balenpers zodat ze op de grond vallen of gelegd worden achter de trekker-en balenpers-combinatie naarmate deze voorwaarts beweegt langs een geoogst veld.

In de jaren 1970 en '80 werden zogenaamde rondebalenpersen ontwikkeld. Deze produceren grote cilindrische balen.

Hoewel er jaarlijks nog altijd veel rondebalenpersen verkocht worden en er nog veel meer in gebruik zijn, werd in veel gebieden hun populariteit aangetast door rechthoekige- of vierkantebalenpersen.

Zulke balenpersen produceren rechthoekige parallellepipedumvormige balen die een aantal voordelen hebben ten opzichte van "ronde" balen.

De behandeling van rechthoekige balen is praktischer en veiliger. Bovendien, ten gevolge van de parallellepipedumvorm van rechthoekige balen, zijn ze relatief gemakkelijk te transporteren en te stapelen om ze tijdelijk of langdurig op te slaan in stabiele structuren, op het veld of op het erf. Rechthoekige balen kunnen geproduceerd worden met een hoge densiteit. Bij het gebruik kunnen rechthoekige balen ook gemakkelijk uitgespreid worden aangezien ze uit een aantal plakken bestaan.

Het is ook belangrijk om in sommige gevallen tijdens het vormen van de baal de kenmerken van een rechthoekige baal aan te passen.

Dit is belangrijk omdat stro of andere in balen gevormde biomassa een economisch waardevol gewas is. Heel dikwijls wordt de waarde van stro in balen bepaald op basis van het gewicht van elke door de werking van de balenpers geproduceerde baal. Het kan heel belangrijk zijn om de densiteit van de biomassa in de baal te regelen om er zo voor te zorgen dat de gewichten van de balen in grote mate constant blijven tijdens de verplaatsing van een balenpers vanaf een deel van het veld naar een ander. Wegens de plaatselijke schommelingen in de kenmerken (vooral van de vochtigheid) van het in de balenpers opgenomen stro kan het echter gebeuren dat de densiteit van de baal tijdens de baalvorming frequent of zelfs constant moet worden aangepast om de doelstelling van een consistente baalmassa te kunnen verwezenlijken.

In een rechthoekigebalenpers is het mogelijk om de densiteit van de balen in te stellen doordat de balenpers een balenkamer bevat die in wezen de vorm heeft van een rechthoekig parallellepipedum. In de sector zijn constructies van balenkamers met een of meer beweegbare zijwanden bekend. De posities van de zijwanden kunnen aangepast worden om het volume van de balenkamer te veranderen en daarbij de baal in mindere of meerdere mate tijdens de vorming ervan samen te drukken. Als, zoals gewoonlijk het geval is in een balenpers, elke toegevoerde lading biomassa in wezen een constant volume heeft, zal het verminderen van het volume van de balenkamer dan ook leiden tot de vorming van balen met hogere densiteit, en omgekeerd. Dit betekent dus ook dat de mogelijkheid geboden wordt om de densiteiten van de gevormd balen te regelen.

Als we dit meer detail bekijken, dan wordt elke lading die toegevoerd wordt aan de balenkamer aan de ingang ervan niet of relatief weinig samengedrukt. Ze wordt langs de balenkamer verplaatst door slagen van een plunjer die volgens de lengteas heen en weer beweegt onder invloed van een eraan bevestigde arm die op zijn beurt aangedreven wordt door een kniehefboom die bevestigd is aan een draaiend element. Elke slag van de plunjer drukt daartoe een hoeveelheid biomassa samen tegen de eerder in de balenkamer beschikbare biomassa; en als gevolg daarvan neemt de densiteit van de gevormde baal toe als het volume waarin de biomassa "geveegd" wordt, vermindert ten gevolge van aanpassingen van de positie van de zijwanden van de kamer "stroomafwaarts" van het verste punt dat bereikt wordt door de plunjer tijdens zijn beweging.

De afmetingen van vierkante balen liggen echter in grote mate vast; ten eerste wegens de dwarsdoorsnede van de balenkamer en ten tweede doordat de balenpers de biomassa in balen vormt met identieke lengte die uitgeworpen worden via de uitloop als in wezen identieke individuele balen.

Een voorbeeld van een verstelbare zijwand van een balenkamer is weergegeven in octrooi US 4.037.528. Deze onthulling beschrijft zijwanden die beweegbaar zijn onder invloed van nokvormige armen die aan het draaien gebracht worden door eraan bevestigde hydraulische plunjers. De opstelling definieert een paar uit vier stangen bestaande stangenstelsels die elk een van de zijwanden insluiten. De bediening van de bijbehorende plunjer doet de zijwand op een gelijkmatige wijze naar binnen of naar buiten bewegen, ten opzichte van de binnenkant van de balenkamer, waardoor een gelijkmatige wijziging van het kamervolume over een deel van zijn lengte wordt veroorzaakt.

Een modernere vorm van de aanpassing van de densiteit van de baal die geschikt is om opgenomen te worden in een rechthoekigebalenpers wordt onthuld in octrooi EP 0 655 190.

De mogelijkheid om de densiteit van balen aan te passen is waarschijnlijk het meest van nut als de balenpers een terugkoppelingslus bevat om te bepalen of de effectieve verwezenlijkte baaldensiteit overeenkomt met een gewenste densiteitswaarde.

Octrooi EP 1 935 232 beschrijft een weegtoestel om ontladen balen te wegen. In octrooi EP 1 935 232 bevat de baaluitwerpgoot een scharnierbaar deel. Het doel van het scharnierbare deel is het traject van een voltooide baal te veranderen terwijl hij langs de uitwerpgoot glijdt. Dit heeft op zijn beurt als voordeel dat het uitwerpen van een voltooide baal zo wordt geregeld dat hij minimaal schade ondervindt bij het verlaten van de balenpers en dat hij in een voorspelbare richting op het veld komt te liggen.

De scharnierende sectie van de uitwerpgoot in het toestel van octrooi EP 1 935 232 bevat één of meerdere sensors voor het detecteren van de massa van de baal en genereert een signaal dat er aan indicatie van is. Octrooi EP 1 935 232 onthult echter niet het gebruik van een baalmassasignaal in combinatie met verstelbare zijwanden van een balenkamer.

Octrooi US 2.796.825 onthult een hydraulische besturingssysteem voor een rechthoekigebalenpers.

In de rechthoekigebalenpers van octrooi US 2.796.825 wordt het uitgangssignaal van een weegplatform in de uitwerpgoot opgewekt als een hydraulische impuls. De impuls wordt gebruikt als ingangscommando voor een plunjer die de posities van zijwanden in een balenkamer aanpast. In de balenpers van octrooi US 2.796.285 worden daarom baalmassametingen gebruikt om de densiteit van de baal te regelen.

Een aanzienlijk nadeel van de opstelling die onthuld wordt in octrooi US

2.796.825 is echter dat het weegplatform dat erin onthuld wordt alleen een signaal genereert wanneer een voltooide baal er stationair op ligt.

Aangezien het ten minste 30 seconden en max. 120 seconden duurt om een baal te vormen, zelfs in een rechthoekigebalenpers van geringe afmetingen is de reactiefrequentie van het systeem dat onthuld wordt in octrooi US

2.796.825 hoogstens 0,033 Hz en gewoonlijk nog veel lager. Een trekker die een balenpers over een geoogst veld trekt kan bij het rijden over zwaden echter een snelheid van misschien wel 15 km/h bereiken. Tijdens de tijd die nodig is om één enkele baal te vormen, zal de trekker-/balenperscombinatie ten minste 200 meter afleggen. De kenmerken van bv. afgesneden stro liggend op een véld kunnen anderzijds aanzienlijk veranderen over een afstand van 1 meter of minder. De signalen m.b.t. het baalgewicht die opgewekt worden met behulp van het toestel uit octrooi US 2.796.825, die bv. één keer per 50 seconden worden geactualiseerd, zijn waarschijnlijk niet erg geschikt om met zulke variaties rekening te houden.

Anders gezegd, het besturingssysteem in octrooi US 2.796.825 is in staat om de massagegevens van de baal alleen tot op een nauwkeurigheid van 200 m verplaatsing van de balenpers te bepalen, en het is heel onwaarschijnlijk dat dit voldoende nauwkeurig is om een aanvaardbare regeling voor aanpassingen van de baaldensiteit te kunnen doen.

Er is dus een duidelijke nood aan een opstelling die baaldensiteiten met grotere nauwkeurigheid regelt dan het geval is volgens de stand van de techniek.

Volgens de uitvinding wordt in een eerste aspect een vierkantebalenpers verschaft die een biomassatoevoer bevat die verbonden is met een balenkamer, een plunjer die heen en weer bewogen kan worden in de balenkamer om biomassa die aan de balenkamer wordt toegevoerd via de biomassatoevoer samen te drukken om er balen van te vormen, en een baaluitworp, waarbij de afmetingen van een deel van het binnenste van de balenkamer verstelbaar zijn onder de invloed van ten minste één actuator waarvan de bekrachtiging regelbaar is; de balenpers bevattende: a) een eerste sensor om de massa van een in de balenpers gevormde baal te bepalen en om een eerste signaal te genereren dat er een indicatie van is; b) een tweede sensor om de kracht uitgeoefend door de plunjer te bepalen en om een tweede signaal te genereren dat er aan indicatie van is; c) een derde sensor om de bekrachtiging van de actuator te detecteren en een derde signaal te genereren dat er aan indicatie van is; d) middelen om een door de bestuurder gewenste waarde van het gewicht in te kunnen stellen om een gewenste waarde te bepalen voor de massa van een in de balenpers gevormde baal; en e) een controller voor het regelen van de werking van de balenpers aan de hand van het eerste, tweede en derde signaal, gekenmerkt doordat: • het eerste signaal toegevoerd wordt aan een eerste regellus en vergeleken wordt met de waarde van het gewenste gewicht om een gewenste waarde voor de kracht te genereren; • het tweede signaal toegevoerd wordt aan een tweede regellus en vergeleken wordt met de gewenste waarde van de kracht om een gewenste waarde voor de bekrachtiging te genereren; • het derde signaal toegevoerd wordt aan een derde regellus en vergeleken wordt met de de gewenste waarde voor de bekrachtiging om de bekrachtiging van de actuator te regelen; en • de bemonsteringsfrequentie van de tweede regellus hoger is dan die van de eerste regellus en lager dan die van de derde regellus.

Een voordeel van deze opstelling is dat de balenpers signalen opwekt voor de druk van de arm op de zijwand (zoals voorgesteld door de derde signalen die een indicatie geven van de bekrachtiging van een actuator) met een veel hogere bemonsteringsfrequentie dan mogelijk is in geval van massasignalen die alleen opgewekt kunnen worden, ten vroegste na voltooiing van elke overeenkomstige baal.

Als gevolg daarvan kunnen de signalen voor de druk op de zijwand (derde sensor) gebruikt worden als een hoogfrequent ingangssignaal van de binnenste van drie "geneste" regellussen, met als resultaat dat de onderdrukking van de storingen in het algemene blokschema van de regeling niet bepaald wordt door de frequentie waarmee de signalen voor de massa van de baal opgewekt kunnen worden, maar beïnvloed wordt door de druksignalen die relatief hoogfrequente signalen zijn.

De regellussen worden gebruikt om instelsignalen op te wekken die gebaseerd zijn op de druk op de zijwand(en) en dus de druk in een hydraulisch systeem voor het instellen van de zijwand(en) zoals meer in detail hieronder beschreven, om een gewenst baalgewicht en dus een gewenste baaldensiteit te verwezenlijken. De meetsignalen van het baalgewicht moeten niet alleen met een relatief lage frequentie bemonsterd worden aangezien het signaal van het baalgewicht alleen relevant is na voltooiing van elke baal. In plaats daarvan worden alle wijzigingen van bv. het stromengsel die leiden tot ongewenste wijzigingen van de baaldensiteit gedetecteerd als wijzigingen in de kracht die uitgeoefend wordt door de plunjer en/of de hydraulische druk op de zijwand(en). Aanpassingen aan de gewenste waarde van de plunjerkracht en de hydraulische druk op de zijwand kunnen daarna aangebracht worden respectievelijk als resultaat van de gemeten druk en kracht.

Als gevolg van de voornoemde opstelling kan de balenpers volgens de uitvinding nauwkeurig rekening houden met variaties in de kenmerken van het stro (of andere biomassa) wanneer de balenpers over een veld beweegt. De balenpers volgens de uitvinding pakt het probleem aan van een verandering van de kenmerken van het stro die leiden tot de vorming van balen met te laag of te hoog gewicht ten opzichte van een gewenste baalmassa. De balenpers volgens de uitvinding biedt dan ook duidelijke voordelen ten opzichte van de hierboven beschreven toestellen volgens de stand van de techniek.

Zoals hierboven aangegeven kan de actuator (18) bij voorkeur bekrachtigd worden door druk in een hydraulische kring, en detecteert de derde sensor (52) de druk in de hydraulische kring en genereert hij het derde signaal (MP) dat er een indicatie van is.

Deze opstelling is voordelig niet in het minst doordat hydraulische besturingssystemen voldoende hoge krachten opleveren en een voldoende positioneringsnauwkeurigheid om heel geschikt te zijn voor het wijzigen van de posities van zijwanden van een balenkamer. Bovendien weet men in de sector van de landbouwmachines goed hoe hydraulische kringen geconfigureerd moeten worden om nauwkeurige drukmetingen te genereren.

Bij voorkeur is de bemonsteringsfrequentie van de derde regellus ongeveer 5 Hz of hoger.

Zulke bemonsteringsfrequentie verschaft een bijwerkingsresolutie van de baaldensiteitswaarde van ongeveer één meter wanneer de balenpers met een snelheid van 15 km/h gesleept wordt. Zulke resolutie wordt geacht voldoendé te zijn voor de vereisten van de uitvinding zonder geavanceerde of dure zeerhoogfrequente verwerkingskringen nodig te hebben.

In de voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding is de tweede sensor een belastingsmeetcel of bevat er een die de kracht detecteert die uitgeoefend wordt door de plunjer, waarbij de bemonsteringsfrequentie van de tweede regellus ongeveer 0,8 Hz is.

Een bemonsteringsfrequentie van 0,8 Hz komt overeen met de heen-en-weergaande bewegingen van de plunjer van de balenpers. Daaruit volgt dat in overeenstemming met een voorkeursuitvoeringsvorm volgens de uitvinding de kracht uitgeoefend door de plunjer op de baal in vorming wordt gemeten, en een signaal dat er een indicatie van geeft, opgewekt wordt, één keer voor elke cyclus van de plunjer.

Aangezien de kracht die uitgeoefend wordt door de plunjer uitgeoefend wordt bij elke heen-en-weergaande beweging om een hoeveelheid stro of andere biomassa samen te drukken tegen de biomassa die al beschikbaar is in de balenkamer, geeft de plunjerkracht een indicatie van wijzigingen in de kenmerken van de biomassa. Het is echter niet nodig de plunjerkracht meer dan een keer per resolutie te bemonsteren, aangezien de kracht alleen tijdens de voorwaartse slag van de plunjer evenredig is met de densiteit van de biomassa die gevormd moet worden in de baal.

Het is praktisch als de eerste sensor een belastingsmeetcel is of er een bevat die opgesteld is om de massa van een baal te detecteren, waarbij de bemonsteringsfrequentie van de eerste regellus ongeveer 0,02 Hz is of lager.

Een vierkantebalenpers waarin zulke opstelling voorkomt is beschreven in octrooi EP 1 935 232, meer bepaald met verwijzing naar Figuren 1 en 2 ervan.

Andere middelen voor het wegen van individuele, voltooide balen zijn echter mogelijk binnen het bestek van de uitvinding.

In overeenstemming met de voorkeursuitvoeringsvorm volgens de uitvinding bevat de baaluitworp een baalgoot bestaande uit een scharnierbaar deel waarop de massa van een voltooide baal in wezen volledig ondersteund wordt tijdens het ontladen, waarbij de belastingsmeetcel zo aangebracht is dat hij een signaal genereert dat een indicatie geeft van de massa van een aldus ondersteunde baal die inwerkt via het scharnierbare deel.

Zulke opstelling is consistent met de balenpers die beschreven is in octrooi EP 1 935 232.

De balenkamer bevat bij voorkeur ten minste één beweegbaar wandgedeelte dat naar binnen en/of naar buiten bewogen kan worden om het inwendige volume van de balenkamer aan te passen, waarbij het ten minste één beweegbare wandgedeelte en ten minste één actuator verbonden zijn zodat de ten minste één actuator beweging veroorzaakt van ten minste één beweegbaar wandgedeelte.

In een praktische uitvoeringsvorm volgens de uitvinding bevat de balenpers twee actuators.

Gewoonlijk zijn de actuators plunjers. Daartoe is de ten minste één actuator (18) een deel van of functioneel verbonden met een hydraulische of pneumatische plunjer.

Volgens een tweede aspect van de uitvinding wordt een werkwijze verschaft voor het besturen van een vierkantebalenpers die een biomassatoevoer bevat die verbonden is met een balenkamer, een plunjer die heen en weer bewogen kan worden in de balenkamer om biomassa die aan de balenkamer wordt toegevoerd via de biomassatoevoer te compacteren en om balen te vormen, en een baaluitworp waarbij de afmetingen van een deel van het binnenste van de balenkamer verstelbaar zijn onder de invloed van ten minste één actuator waarvan de bekrachtiging regelbaar is; de balenpers bevattende: a) een eerste sensor om de massa van een in de balenpers gevormde baal te bepalen en om een eerste signaal te genereren dat er een indicatie van is; b) een tweede sensor om een kracht die uitgeoefend wordt door de plunjer te bepalen en om een tweede signaal te genereren dat er aan indicatie van is; c) een derde sensor om de bekrachtiging van de actuator te detecteren en een derde signaal te genereren dat er aan indicatie van is, en d) middelen om een door de bestuurder gewenste waarde van het gewicht in te kunnen stellen om een gewenste waarde te bepalen voor de massa van een in de balenpers gevormde baal; e) een controller voor het regelen van de werking van de balenpers aan de hand van het eerste, tweede en derde signaal, gekenmerkt doordat de werkwijze de volgende stappen bevat: • toevoeren van het eerste signaal aan een eerste regellus en dit vergelijken met de waarde van het gewenste gewicht om een gewenste waarde voor het gewicht te genereren; • toevoeren van het tweede signaal aan een tweede regellus en dit vergelijken met de gewenste waarde van de kracht om een gewenste waarde voor de bekrachtiging te genereren; • toevoeren van het derde signaal aan een derde regellus en dit vergelijken met de gewenste waarde voor de bekrachtiging om de bekrachtiging van de actuator te regelen; en waarbij de bemonsteringsfrequentie van de tweede regellus hoger is dan die van de eerste regellus en lager dan die van de derde regellus.

Het is daarom voordelig als de werkwijze volgens het tweede aspect van de uitvinding analoog is met het toestel van het eerste aspect.

Nu volgt er een beschrijving van een voorkeursuitvoeringsvorm volgens de uitvinding, bij wijze van niet-beperkend voorbeeld, met verwijzing naar de bijbehorende tekeningen waarin:

Figuur 1 een schematische, verticale doorsnede is van een typische vierkantebalenpers;

Figuur 2 meer in detail het gebied toont van de balenpers uit Figuur 1 waar de baal wordt uitgeworpen;

Figuur 4 een schematische voorstelling is van een hydraulische regelkring van een balenpers zoals weergegeven in Figuren 1 en 2; en

Figuur 4 een schematische voorstelling is van een regelprincipe, in overeenstemming met de uitvinding, dat geschikt is om te gebruiken in het toestel van de Figuren 1 tot 3, en in overeenstemming met de werkwijze en het toestel volgens de uitvinding.

Met verwijzing naar de tekeningen, tonen Figuren 1 en 2 een balenpers voor de landbouw 10 volgens de stand van de techniek, bestaande uit een frame 12 dat is uitgerust met een biomassatoevoersysteem in de vorm van een kanaal 14 dat zich voorwaarts uitstrekt om aangehaakt te worden aan een slepende trekker of een ander voertuig. Vierkante balen worden op een conventionele manier gevormd en geknoopt in een balenkamer 16 en de balen worden ontladen vanaf de achterkant van de balenkamer 16 op een ontlaadvoorziening in de vorm van een goot, in zijn geheel aangeduid met nummer 20.

De goot 20 bestaat uit twee delen, namelijk een voorste deel 22 dat scharniert rond een as 24 geplaatst aan de achterkant van het frame 12, en een achterste deel 26 dat scharnierbaar is ten opzichte van het voorste deel 22 rond een as 28. In de onbelaste positie, weergegeven op de afbeeldingen, liggen de baalondersteunende oppervlakken van deel 22 en 26 in hetzelfde vlak en bevinden zich onder een hoek van ongeveer 6° ten opzichte van de horizontale. Als ze vanuit de hoogte op de grond vallen, kunnen balen beschadigd worden en het doel van het scharnierende achterste deel 26 is dan ook de balen zachter op de grond neer te laten.

Wanneer het gewicht van een baal op het achterste deel 26 van de balengoot 20 rust, scharniert de achterste deel 26 rechtsom, gezien in de kijkrichting van de tekening, om het naar achteren gelegen deel ervan dichter bij de grond te laten zakken. Op die manier glijdt de baal van het achterste deel 26 zonder enig risico dat de baal omkiepert.

Het achterste deel 26 van de balengoot wordt ondersteund aan weerskanten van de balenpers door een ketting 30 die verbonden is met een elleboogkoppeling 32 tussen twee armen 34 en 36 die aan elkaar bevestigd zijn d.m.v. een scharnierende verbinding. In de weergegeven opgeheven positie van het achterste deel 26 worden de twee armen 34 en 36 in een lijn ten opzichte van elkaar gehouden door het gewicht van het voorste deel 22 van de goot 20 en door een nog niet ontladen baal die gevormd werd in de balenkamer 16.

Wanneer het achterste deel 26 het gewicht van een baal ondersteunt, scharniert het tot de ketting 30 in een lijn komt te liggen met de arm 34.

In één uitvoeringsvorm volgens de stand van de techniek, zoals beschreven in bijvoorbeeld octrooi EP 1 935 232 en geïllustreerd in Figuur 1, is een omzetter zoals een beiastingsmeetcel gewoon opgesteld om de spanning in de ketting 30 te meten, terwijl het achterste deel 26 van de goot 20 zich in de beschreven scharnierende positie bevindt (d.w.z. wanneer de massa van een baal volledig op deel 26 steunt). In deze positie bevindt het achterste uiteinde van de baal zich hoger dan de voorkant 22 van de goot en in wezen wordt heel zijn gewicht ondersteund door het achterste deel 26. Doordat de baal gekanteld wordt, is er minimaal contact tussen de baal die op dat moment gewogen wordt en de volgende baal die hem van de goot 20 drukt. De combinatie van deze factoren verhoogt de nauwkeurigheid van het gewichtmeetsignaal en dus de waarde van het gewicht van de baal, in vergelijking met de toestellen volgens de stand van de techniek. De kettingspanning is dan ook een betrouwbare indicator van het gewicht van de baal en er is nauwelijks tijd nodig om de nodige metingen te doen doordat de baal ondersteund blijft op de beschreven wijze vanaf het moment dat zijn zwaartepunt voorbij het punt gepasseerd is waar zijn gewicht voldoende is om het achterste deel tot in de gekantelde positie te doen scharnieren, tot op het ogenblikkelijk dat de achterkant van de baal de grond raakt. Indien verscheidene metingen gedaan worden, kan een filtering van elektronische signalen toegepast worden om fouten te minimaliseren die veroorzaakt worden door het omhoog en omlaag schommelen van de goot wanneer de balenpers 10 over een oneffen bodem wordt gesleept.

Volgens een andere uitvoeringsvorm volgens de stand van de techniek zoals beschreven in bijvoorbeeld octrooien EP 1 935 232 en BE2009/0460 en geïllustreerd in Figuur 2 zou het mogelijk zijn om, in plaats van de spanning in de ketting 30 te meten, ten minste één belastingsmeetbalk 26c te gebruiken in de koppeling tussen het achterste en voorste deel van de goot 20.

Het voorste deel 22 bevat een eerste deel 22a dat scharnierbaar bevestigd is aan het frame 12 van de balenpers en een tweede deel dat een frame vormt dat gevormd wordt door verticale platen 22b en een horizontale plaat 22c. Het tweede deel 22b, 22c is scharnierbaar bevestigd aan het eerste deel 22a door middel van een as 28 die alleen gebruikt wordt om het achterste deel van de goot in de transportstand te zetten, zoals meer in detail beschreven in octrooi EP1935232. Het achterste deel 26 bevat een scharnierframe 26a dat rond een as 128 scharniert die zich onder het steunoppervlak van het voorste deel 22a bevindt en achterwaarts van de voorrand van het achterste deel 26, en een weegtafel 26b, die ondersteund wordt op het scharnierframe 26a door middel van belastingsmeetbalken 26c. Het achterste deel 26, dat scharnierbaar aangebracht is ten opzichte van het voorste deel 22 scharniert zodoende rond een horizontale as 128 tussen een bovenste, baalondersteunende positie en een onderste, baalontladende positie om elke baal op de grond te laten zakken zonder dat deze om zijn uiteinde omkiepert wanneer hij de balengoot 20 verlaat. De positie van de scharnieras 128 verschaft een duidelijke scheiding van de baal eens de weegtafel 26b scharniert tot in de baaluitwerppositie, zodat de baal gewogen kan worden tijdens deze passende tijdsspanne. De weegtafel wordt gevormd door een rollenbaan.

Volgens een uitvoeringsvorm van octrooi BE2009/0460 is één van de rollen, bij voorkeur de laatst rol 30, uitgerust met een remvoorziening 103 aangebracht op de as van de rol, en geconfigureerd om de rotatiesnelheid van de rol te beïnvloeden door de remkracht.

Zoals hierboven beschreven en gekend in de stand van de techniek en weergegeven in Figuur 1, bevat de balenpers een plunjer 62 die heen en weer bewogen wordt in de balenkamer 16. Biomassa die toegevoerd wordt via kanaal 14 wordt daarbij gecompacteerd om balen te vormen volgens de hierboven beschreven werking van het toestel 10. Een sensor 60 is geconfigureerd om de kracht die uitgeoefend wordt door de plunjer 62 in de balenkamer 16 bij elke voorwaartse slag van de plunjer te meten, zoals gekend uit bijvoorbeeld octrooi EP0655190.

De afmetingen van een deel van de binnenkant van de balenkamer 16 kunnen aangepast worden.

Meer bepaald zijn twee tegenoverliggende delen van de zijwand van de balenkamer 16 beweegbaar onder invloed van een (weergegeven in de uitvoeringsvorm) paar hydraulische actuators 18 bestaande uit plunjers 72, 74 die het best schematisch weergegeven worden in Figuur 3.

Elke plunjer 72, 74 bevat een respectieve uitgaande stang 76, 78 die verbonden is met een deel van de zijwand die naar binnen en naar buiten beweegbaar is onder invloed van de plunjers om de vormingsdruk die actief is op de biomassa tijdens de baalvormingsbewerking te verlagen en te verhogen. Door dit middel is het mogelijk de densiteit van de gevormde balen aan te passen, door de biomassa tijdens de baalvorming in bepaalde mate samen te knijpen.

De plunjers 72, 74 zijn verbonden in een hydraulische kring 40 (Figuur 3), bestaande uit een oliereservoir 42, filter 44, pomp 46, proportionele elektromagnetische klep 48 en wisselklep 50 die aangesloten zijn zoals getoond. Een hydraulische drukmeetvoorziening is schematisch weergegeven als een manometer 52 die zichtbaar is in Figuur 3, maar in de praktijk kan de drukmeetvoorziening een groot aantal mogelijke vormen aannemen.

Het is duidelijk dat door de instelling van de proportionele elektromagnetische klep 48 de druk in de hydraulische kring 40 kan ingesteld worden wanneer de wisselklep 50 in de positie staat die getoond is in Figuur 3. Wanneer bijvoorbeeld de hydraulische plunjers gedeactiveerd moeten worden, bijvoorbeeld om een baal uit te werpen na afloop van een taak, kan de wisselklep 50 daarna in zijn andere positie gezet worden om de plunjers 32, 34 te deactiveren om de beweegbare zijwand te openen en de druk van de baal binnen in de balenkamer vrij te geven.

Een facultatieve functie van de kring 40 van Figuur 3 is een terugslagklep 54 zoals getoond.

De manometer 52 ligt onmiddellijk stroomafwaarts van de terugslagklep 54 en is representatief voor een sensor of andere omzetter waarvan de bedoeling is een signaal te genereren dat overeenkomt met de druk in de kring 40.

De drukmeting die voorgesteld is door manometer 52 is ook schematisch weergegeven in Figuur 4, die het regelsysteem van de vierkantebalenpers 10 volgens de uitvinding illustreert (en dus ook de werkwijze volgens de uitvinding illustreert) als een blokschema van een regelsysteem met gesloten keten met meerdere variabelen.

In Figuur 4 wordt een gewenst gewicht TW voor elke baal toegevoerd als regelparameter en vergeleken met het gemeten gewicht MW van een voltooide baal zoals voorgesteld door het uitgangssignaal van een eerste sensor in de vorm van belastingsmeetcel 26c die zoals beschreven bij voorkeur is aangebracht in de baaluitworp 20. Het daaruit resulterende verschilsignaal wordt toegevoerd via controller 58 die het omvormt zodat het bruikbaar is als verschilsignaal om het te gebruiken als signaal voor de gewenste kracht TF om het te vergelijken met een gemeten krachtsignaal MF dat opgewekt wordt in een tweede sensor 60. Sensor 60 is geconfigureerd om de kracht te meten die uitgeoefend wordt door de plunjer 62 in de balenkamer 16 bij elke voorwaartse slag van de plunjer 62. Niet weergegeven op de tekeningen zijn middelen voor het instellen van een door de bestuurder gewenste waarde voor het gewicht (TW) voor het bepalen van een gewenste waarde voor de massa van een in de balenpers gevormde baal; zulke middelen zijn algemeen gekend in de sector en zouden eender welke invoereenheid kunnen bevatten; bijvoorbeeld een aanraakscherm, een toetsenbord of een potentiometer of codeerorgaan (encoder) voor het toevoeren van een waarde aan de controller 58 van de balenpers.

Het signaal dat resulteert uit deze tweede vergelijking wordt verder verwerkt in controller 58 om het geschikt te maken als signaal voor de gewenste druk TP om het te vergelijken met het signaal van de gemeten druk MP dat opgewekt wordt door een derde sensor die schematisch voorgesteld wordt als manometer 52. Het resulterende drukverschilsignaal wordt gebruikt als regelingang (na verder verwerkt te zijn indien nodig in controller 58) van de proportionele elektromagnetische klep 48 die daarna het verstellen van de plunjers 72, 74 veroorzaakt in overeenstemming met de werking van de hydraulische kring 40.

Zoals te zien is in Figuur 4, vormt elk deel van het blokschema één van de drie "geneste" regellussen die een retourpad vormen. De meest naar binnen gelegen lus van het blokschema van de regeling, die betrekking heeft op de drukmetingen, is het deel met de hoogste frequentie. Zoals hierboven besproken, is de bemonsteringsfrequentie in dit deel van de regelkring bij voorkeur 5 Hz of hoger. Andere bemonsteringsfrequenties zijn echter mogelijk binnen het bestek van de uitvinding. De krachtmeting uitgevoerd door de tweede sensor 60 vindt plaats met een frequentie van ongeveer 0,8 Hz overeenkomstig de heen-en-weergaande beweging van de plunjer in de balenkamer 16. Het bepalen van de massa van een volledige baal in de baaluitworp vindt bijvoorbeeld ongeveer één keer om de 50 seconden plaats, dus met een frequentie van 0,02 Hz. Het is ook mogelijk om een gewogen gemiddelde van het gewicht van een aantal balen te gebruiken waarbij de frequentie dus nog lager zal zijn.

Het zal dus duidelijk zijn dat de bemonsteringsfrequentie van de drukmetingen voldoende hoog is om rekening te houden met wijzigingen van de kenmerken van de biomassa die anders een negatieve invloed zouden hebben op de densiteit van de baal en dus (voor vaste baalgroottes) op baalmassa's op een wijze die ingaat tegen de wens van de landbouwer om balen te hebben die gewaardeerd worden op basis van hun massa. Door de relatief laagfrequente uitgang van de eerste sensor 26c te gebruiken om het gewenste krachtsignaal TF te kalibreren en de uitgang van de tweede sensor 60 te gebruiken om het gewenste druksignaal TP te kalibreren, verhogen het toestel en de werkwijze volgens de uitvinding de nauwkeurigheid van het gewicht van de resulterende baal en houden zoals beschreven automatisch rekening met de variaties van de biomassaparameters. De kring en het toestel volgens de uitvinding zorgen er dus voor dat het gewenste gewicht TW bereikt wordt ongeacht zulke wijzigingen van kenmerken, en maken gebruik van een toestel dat gemakkelijk te verwezenlijken is in relatief eenvoudige (uit verwerkingsoogpunt gezien) machines zoals vierkantebalenpersen. Algemeen gezien bieden het toestel en de werkwijze volgens de uitvinding dan ook aanzienlijke voordelen in vergelijking met de stand van de techniek.

Claims (10)

1. Vierkantebalenpers (10) die een biomassatoevoer bevat die verbonden is met een balenkamer (16), een plunjer (62) die heen en weer bewogen kan worden in de balenkamer (16) om biomassa die aan de balenkamer (16) wordt toegevoerd via de biomassatoevoer (14) samen te drukken en om balen te vormen, en een baaluitworp (20) waarbij de afmetingen van een deel van het binnenste van de balenkamer (16) verstelbaar zijn onder de invloed van ten minste één actuator (18) waarvan de bekrachtiging regelbaar is; de balenpers bevattende: a) een eerste sensor (26c) om de massa van een in de balenpers gevormde baal te bepalen en om een eerste signaal (MW) te genereren dat er een indicatie van is; b) een tweede sensor (60) om de kracht uitgeoefend door de plunjer (62) te bepalen en om een tweede signaal (MF) te genereren dat er aan indicatie van is; c) een derde sensor (52) om de bekrachtiging van de actuator (18) te detecteren en een derde signaal (MP) te genereren dat er aan indicatie van is; d) middelen om een door de bestuurder gewenste waarde van het gewicht (TW) in te kunnen stellen om een gewenste waarde te bepalen voor de massa van een in de balenpers gevormde baal; en e) een controller (58) voor het regelen van de werking van de balenpers aan de hand van het eerste, tweede en derde signaal (MW, MWF, MP), gekenmerkt doordat: • het eerste signaal (MW) toegevoerd wordt aan een eerste regellus en vergeleken wordt met de waarde van het gewenste gewicht (TW) om een gewenste waarde voor de kracht (TF) te genereren; • het tweede signaal (MF) toegevoerd wordt aan een tweede regellus en vergeleken wordt met de gewenste waarde van de kracht (TF) om een gewenste waarde voor de bekrachtiging (TP) te genereren; • het derde signaal (MP) toegevoerd wordt aan een derde regellus en vergeleken wordt met de gewenste waarde voor de bekrachtiging (TP) om de bekrachtiging van de actuator (18) te regelen; en • de bemonsteringsfrequentie van de tweede regellus hoger is dan die van de eerste regellus en lager dan die van de derde regellus.

2. Vierkantebalenpers volgens conclusie 1, gekenmerkt doordat de actuator (18) bekrachtigd wordt door druk in een hydraulische kring, en de derde sensor (52) de druk detecteert in de hydraulische kring en het derde signaal (MP) dat er een indicatie van is genereert.

3. Vierkantebalenpers volgens een of meerdere van de vorige conclusies, gekenmerkt doordat de bemonsteringsfrequentie van de derde regellus ongeveer 5 Hz is of hoger.

4. Vierkantebalenpers volgens een of meerdere van de vorige conclusies, gekenmerkt doordat de tweede sensor (60) een belastingsmeetcel is of er een bevat die de kracht detecteert die uitgeoefend wordt door de plunjer (62), waarbij de bemonsteringsfrequentie van de tweede regellus ongeveer 0,8 Hz is. «

5. Vierkantebalenpers volgens een of meerdere van de vorige conclusies, gekenmerkt doordat de eerste sensor (26c) een belastingsmeetcel is of er een bevat die opgesteld is om de massa van een baal te detecteren, waarbij de bemonsteringsfrequentie van de eerste regellus ongeveer 0,02 Hz is of lager.

6. Vierkantebalenpers volgens conclusie 5, gekenmerkt doordat de baaluitworp (20) een baalgoot (20) bevat, bestaande uit een scharnierbaar deel (26) waarop de massa van een voltooide baal in wezen volledig ondersteund wordt tijdens het ontladen, en waarbij de belastingsmeetcel (26c) zo aangebracht is dat hij een signaal genereert dat een indicatie geeft van de massa van een aldus ondersteunde baal die inwerkt via het scharnierbare deel (26).

7. Vierkantebalenpers volgens een of meerdere van de vorige conclusies, gekenmerkt doordat de balenkamer ten minste één beweegbaar wandgedeelte bevat dat naar binnen en/of naar buiten bewogen kan worden om het inwendige volume van de balenkamer (16) aan te passen, waarbij het ten minste één beweegbare wandgedeelte en ten minste één actuator (18) verbonden zijn zodat de ten minste één actuator (18) beweging veroorzaakt van ten minste één beweegbaar wandgedeelte.

8. Vierkantebalenpers volgens conclusie 7, gekenmerkt doordat de balenpers twee actuators (18) bevat.

9. Vierkantebalenpers volgens een of meerdere van de vorige conclusies, gekenmerkt doordat de ten minste één actuator (18) een deel is van of functioneel verbonden met een hydraulische of pneumatische plunjer.

10. Werkwijze voor het besturen van een vierkantebalenpers (10) die een biomassatoevoer bevat die verbonden is met een balenkamer (16), een plunjer (62) die heen en weer bewogen kan worden in de balenkamer (16) om biomassa die aan de balenkamer (16) wordt toegevoerd via de biomassatoevoer te compacteren en om balen te vormen, en een baaluitworp (20), waarbij de afmetingen van een deel van het binnenste van de balenkamer (16) verstelbaar zijn onder de invloed van ten minste één actuator (18) waarvan de bekrachtiging regelbaar is; de balenpers bevattende: a) een eerste sensor (16c) om de massa van een in de balenpérs gevormde baal te bepalen en om een eerste signaal te genereren (MW) dat er een indicatie van is; b) een tweede sensor (60) om een kracht die uitgeoefend wordt door de plunjer te bepalen en om een tweede signaal te (MF) genereren dat er aan indicatie van is; c) een derde sensor (52) om de bekrachtiging van de actuator (18) te detecteren en een derde signaal te genereren dat er aan indicatie van is, en d) middelen om een door de bestuurder gewenste waarde van het gewicht (TW) in te kunnen stellen om een gewenste waarde te bepalen voor de massa van een in de balenpers gevormde baal; e) een controller (28) voor het regelen van de werking van de balenpers aan de hand van het eerste, tweede en derde signaal (MW, MF, MP), gekenmerkt doordat de werkwijze de volgende stappen bevat: • toevoeren van het eerste signaal (MW) aan een eerste regellus en dit vergelijken met de waarde van het gewenste gewicht (TW) om een gewenste waarde voor het gewicht (TW) te genereren; • toevoeren van het tweede signaal (MF) aan een tweede regellus en dit vergelijken met de gewenste waarde van de kracht (TF) om een gewenste waarde voor de bekrachtiging (TP) te genereren; • toevoeren van het derde signaal (MP) aan een derde regellus en dit vergelijken met de gewenste waarde voor de bekrachtiging (TP) om de bekrachtiging van de actuator (18) te regelen; en • waarbij de bemonsteringsfrequentie van de tweede regellus hoger is dan die van de eerste regellus en lager dan die van de derde regellus.