BE1021130B1

BE1021130B1 - Balenkamersensor

Info

Publication number: BE1021130B1
Application number: BE2013/0103A
Authority: BE
Inventors: Didier Verhaeghe; Tom Coen; Robrecht Dumarey
Original assignee: Cnh Industrial Belgium Nv; Cnh Belgium N.V.
Priority date: 2013-02-15
Filing date: 2013-02-15
Publication date: 2016-01-05
Also published as: RU2617341C2; US10098283B2; CN104853584B; WO2014125029A1; EP2955995A1; EP2955995B1; US20150373918A1; RU2015122886A; CN104853584A

Abstract

Landbouwbalenpers omvattende een balenkamer en een voorperskamer, waarbij de voorperskamer is ingericht om oogstmateriaal te verzamelen en periodiek een schijf van genoemd oogstmateriaal te vormen en de schijf naar de balenkamer in een eerste segment van de balenkamer te duwen, waarbij de balenkamer een plunjer omvat die is voorzien om in de balenkamer heen en weer te bewegen, waardoor schijven oogstmateriaal tot een baal worden samengeperst, waarbij ten minste één optische balenlengtesensor in de balenkamer is voorzien om de lengte van de baal te meten.

Description

Balenkamersensor

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een landbouwbalenpers. Bij voorkeur heeft de onderhavige uitvinding betrekking op een vierkante landbouwbalenpers die is voorzien voor het verzamelen van oogstmateriaal, waarbij schijven oogstmateriaal uit het verzamelde oogstmateriaal worden gevormd, en vierkante balen uit de schijven worden geperst.

Landbouwbalenpersen omvatten typisch twee hoofddelen die bij de vorming van de balen worden gebruikt, zijnde een voorperskamer en een balenkamer. Oogstmateriaal wordt verzameld en in de voorperskamer geduwd, waar een schijf oogstmateriaal wordt gevormd. De voorperskamer is op een zodanige wijze op de balenkamer aangesloten dat de schijf oogstmateriaal periodiek naar de balenkamer kan worden overgebracht. In de balenkamer beweegt een plunjer heen en weer, waardoor een vierkante baal uit opeenvolgend toegevoerde schijven wordt geperst.

De plunjerbeweging werkt via een hoofdschacht aangedreven door een motor. Bijgevolg kan de motor een deel van de balenpers zijn, of kan hij een deel van de trekker (tractor) zijn die via een aftakas met de balenpers is verbonden.

De voorperskamer is ingericht om verzameld oogstmateriaal op te nemen. Daartoe vertoont de voorperskamer een inlaat. De voorperskamer vertoont bovendien een uitlaat naar de balenkamer. Tussen de inlaat en de uitlaat is een kanaal bepaald, waarin oogstmateriaal tot een schijf oogstmateriaal kan worden verzameld. De voorperskamer omvat een schijfduwmechanisme dat is voorzien om een schijf oogstmateriaal gevormd in de voorperskamer door de uitlaat van de voorperskamer in de balenkamer te duwen. Daardoor wordt de schijf oogstmateriaal in de balenkamer geduwd, waarna de plunjer het oogstmateriaal in de balenkamer kan voortbewegen, waardoor de meest recentelijk binnengekomen schijf in de balenkamer wordt geduwd, waardoor ze een deel van de vierkante baal wordt.

De voorperskamer omvat, met als doel het duwen van de schijf in de balenkamer, een schijfduwmechanisme. Verschillende types schijfduwmechanismen zijn bekend, waaronder vingers die achter de schijf grijpen en de schijf door de uitlaat duwen, of een reeks transporteurbanden waartussen de schijf wordt gevormd, en welke transporteurbanden worden aangedreven om de schijf door de uitlaat te duwen.

De synchronisatie van de plunjerbeweging en de schijfduwbeweging wordt typisch gerealiseerd door het mechanisch aaneensluiten van het plunjeraandrijfmechanisme en het schijfduwaandrijfmechanisme. Een dergelijke aaneensluiting verzekert een juiste synchronisatie, aangezien het schijfduwmechanisme mechanisch wordt aangedreven door de plunjerbeweging, kan het niet buiten synchronisatie bewegen.

Een nadeel van de bekende landbouwbalenpersen is dat mechanismen om de lengte van de balen te bepalen, complex en onbetrouwbaar zijn.

Daartoe voorziet de uitvinding in een landbouwbalenpers die een balenkamer en een voorperskamer omvat, waarbij de voorperskamer is ingericht om oogstmateriaal te verzamelen en periodiek een schijf van genoemd oogstmateriaal te vormen en de schijf naar de balenkamer in een eerste segment van de balenkamer te duwen, waarbij de balenkamer een plunjer omvat die is voorzien om in de balenkamer heen en weer te bewegen, waardoor schijven oogstmateriaal tot èen baal worden samengeperst, waarbij ten minste één optische balenlengtesensor in de balenkamer is voorzien om de lengte van de baal te meten.

Een optische sensor kan gemakkelijk in een balenkamer worden geïntegreerd en blijkt betrouwbaar te zijn bij het meten van de lengte van de baal in de balenkamer. Een optische sensor bleek enkel een verwaarloosbare afwijking te vertonen, in het bijzonder bij het meten van lengtes van ruwe oppervlakken, wat typisch is voor een baal. Bijgevolg verschaft een optische sensor een betrouwbare uitvoer en kan de lengte van de baal correct worden bepaald. Bovendien is een optische sensor typisch voorzien om zonder fysiek contact met een te meten object te werken. Aangezien balenpersen onder extreme omstandigheden (hoge en koude temperaturen, hoge drukwaarden, ...) werken, blijkt de afwezigheid van fysiek contact de betrouwbaarheid van het meetsysteem te verhogen.

Bij voorkeur is één van de ten minste één optische balenlengtesensor aangebracht om direct aan het oogstmateriaal in de balenkamer te grenzen om de lengte van de voorbijkomende baal te meten. Optische sensors zijn geschikt om de lengte van een voorbijkomend object te meten, bijvoorbeeld gebaseerd op de looptijd of gebaseerd op het Doppler-principe. Door de optische sensor direct grenzend aan de voorbijkomende baal te plaatsen, kan de lengte van de baal met hoge nauwkeurigheid· worden gemeten.

Bij voorkeur is de optische balenlengtesensor een lasersensor. Lasersensoren blijken minder gevoelig voor stof te zijn. Stof is vaak overal aanwezig in een balenkamer, welk stof het zicht in de balenkamer kan belemmeren. Aangezien optische sensormeting op het gezichtsvermogen is gebaseerd, moet het zicht aanvaardbaar zijn. Uit tests is gebleken dat een lasersensor minder gevoelig is voor stof, en dat resultaten zelfs in stoffige omgevingen goed blijven. Daardoor wordt bij de sensor bij voorkeur de laser-Doppler-velocimetrietechniek toegepast. Deze techniek staat toe met hoge nauwkeurigheid de lengte van een voorbijkomend object te meten, in dit geval de baal. Deze techniek is ook geschikt om voor het meten van ruwe oppervlakken te worden toegepast.

Bij voorkeur is een knopersysteem in de balenkamer voorzien, waarbij het knopersysteem is voorzien om ten minste één twijndraadlus in de lengte rond de baal te wikkelen, waarbij een andere van de ten minste één optische balenlengtesensor op een twijndraad is gelegen om de lengte van de baal te meten via het meten van de lengte van de twijndraad. Wanneer de baal de balenkamer verlaat, is het oogstmateriaal geneigd uit te zetten door de veerkracht van het oogstmateriaal. De twijndraadlus rond de baal beperkt de uitzetting. Door het meten van de lengte van de twijndraad via een sensor, kan de exacte lengte van de baal nadat de baal de balenkamer heeft verlaten en nadat het oogstmateriaal is uitgezet, worden bepaald. Deze lengte kan aanzienlijk van de lengte van de baal binnen in de balenkamer afwijken, door de uitzetting. Door de twijndraadlengte te meten, kan de lengte van de baal als eindproduct met hoge nauwkeurigheid worden bepaald.

Het voorzien van zowel een sensor om de twijndraadlengte te meten als een sensor om de balenlengte direct te meten, staat toe de afwijking tussen de balenlengte in de balenkamer en de definitieve balenlengte te bepalen. Gebaseerd op deze kennis kan het baalverpakproces verder worden gestuurd en geoptimaliseerd.

Bij voorkeur omvat genoemde andere van de ten minste één optische balenlengtesensor een sensor voor elke twijndraadlus die is aangebracht om de lengte van de respectieve twijndraad te meten. In de praktijk zijn meervoudige twijndraadlussen rond één baal voorzien. Deze lussen zijn op verschillende dwarse posities voorzien. Door de lengte van elke twijndraad te meten, kan de dwarsbalenlengteafwijking worden bepaald. Daardoor is de algemene definitieve balenvorm bekend. Een sterke afwijking in lengte van verschillende twijndraden op een baal duidt een misvormde baal aan. Deze informatie kan worden gebruikt om het baalverpakproces te sturen.

Bij voorkeur is de ten minste één optische balenlengtesensor stijf op het balenkamerframe gemonteerd. Daardoor kunnen eenvoudige en goedkope optische sensoren op strategische plaatsen in de balenkamer worden gemonteerd. Zodoende wordt een goedkope, eenvoudige en betrouwbare wijze voor het meten van balenlengtes verschaft.

De uitvinding wordt nu meer gedetailleerd beschreven met betrekking tot de tekeningen die een aantal voorkeursuitvoeringsvormen van de uitvinding illustreren. In de tekeningen: toont figuur 1 een schematische zijaanzichtvoorstelling van een eerste voorbeeld van een balenkamer in doorsnede; toont figuur 2 een schematisch bovenaanzicht van een tweede voorbeeld van een balenkamer; toont figuur 3 een schematisch perspectiefaanzicht van een derde voorbeeld van een balenkamer; en toont figuur 4 een afwijking in balenvorm met betrekking tot de gemeten twijndraadlengte.

In de tekeningen is aan eenzelfde referentiecijfer eenzelfde of analoog element toegekend.

Figuur 1 toont een balenkamer 1 voor een vierkante landbouwbalenpers. De balenkamer omvat een plunjer 2 die is voorzien om heen en weer te bewegen 3, waardoor een baal wordt gevormd en de baal naar het achtereinde van de balenkamer wordt geduwd. De balenkamer omvat een ingang waarmee een voorperskamer 4 is verbonden, zodat schijven oogstmateriaal in de voorperskamer kunnen worden gevormd en in de balenkamer kunnen worden geduwd 5. Het eerste segment van de balenkamer is voorzien om de schijf oogstmateriaal 6 op te nemen. De plunjer die in de balenkamer heen en weer beweegt, duwt de schijf oogstmateriaal 6 in de balenkamer, waardoor een vierkante baal 7 wordt gevormd. De balenkamer is verder van optische balenlengtesensoren 8, 9 voorzien.

De optische balenlengtesensor is op een zodanige wijze op de balenkamerwand of op het frame van de balenpers gemonteerd dat hij direct grenst aan het oogstmateriaal in de balenkamer, wanneer de balenkamer in werking is. De optische balensensor is een sensor die geen contact met het oogstmateriaal vereist om de meting uit te voeren. Contactsensoren zoals sterwielsensoren doorboren de baal en bijgevolg is de meting van de dichtheid van de baal afhankelijk, welk nadeel met een optische sensor kan worden ondervangen. Daartoe is het oppervlak van de sensor dat het optische meetmiddel omvat in een vlak gelegen dat loodrecht op het binnenwandvlak van de balenkamer en op een afstand van genoemd vlak staat. Daardoor hangt de afstand tussen het sensorvlak en het balenkamerwandvlak van de kenmerken van de sensor af. Contactloze optische meetsensoren hebben typisch specificaties die de afstand tussen het te meten object en het optische oppervlak van de sensor aanduiden. Bovendien beïnvloedde de uitzetting van het oogstmateriaal door de opening, waarin de optische sensor is geplaatst, de afstand. Typisch bedraagt de afstand tussen het optische oppervlak van een sensor en het binnenwandvlak van de balenkamer tussen 1 en 5 cm, met meer voorkeur ongeveer 3 cm.

Volgens een andere mogelijkheid is de optische sensor een camera die opeenvolgende beelden van de baal maakt. Deze opeenvolgende beelden kunnen met elkaar worden vergeleken om de beweegafstand van de baal over de periode tussen de vergeleken beelden te bepalen. Uit deze informatie kan de balensnelheid worden bepaald.

Figuur 1 toont twee sensoren. Eerste optische balenlengtesensor 8 is op een bovenste vlak van de balenkamer voorzien. De tweede optische balenlengtesensor 9 is op een onderste vlak van de balenkamer gelegen. Verdere optische sensoren kunnen op de zijwand van de balenkamer zijn voorzien. Bovendien kan de locatie van de optische sensor in de lengterichting van de balenpers worden gewijzigd. Er kan bijvoorbeeld een optische sensor vlakbij het open uiteinde van de balenkamer zijn voorzien.

Figuur 2 toont 'een bovenaanzicht van een balenkamer 1. De figuur 2 toont de plunjer 2 en toont hoe de bovenwand van de balenkamer 1 door meervoudige zich overlangs uitstrekkende balken wordt gevormd. Overeenkomstig het voorbeeld gegeven in figuur 2, zijn vijf balken 10 voorzien. In de openingen tussen aangrenzende balken kunnen optische balenlengtesensoren worden gemonteerd. In figuur 2 zijn vier sensoren 8A, 8B, 8C en 8D gemonteerd. Het voordeel van het monteren van de optische balenlengtesensoren tussen aangrenzende balken is dat de positie van de sensoren in de opwaartse richting en in de lengterichting vrij kan worden gekozen. Daardoor kan een optimale locatie voor de sensoren worden gevonden. Bovendien biedt het hebben van meervoudige sensoren aangebracht over de breedte van de balenkamer het voordeel dat balenafwijkingen in een vroege fase in het vormingsproces van de baal kunnen worden opgemerkt. Wanneer, bijvoorbeeld, meer oogstmateriaal links van de balenkamer dan rechts aanwezig is, heeft de baal een hogere dichtheid links van de balenkamer. Bijgevolg is de lengte van de baal links van de balenkamer uiteindelijk langer dan de lengte van de baal rechts, wat bijgevolg in een gebogen baal eindigt. Een dergelijke afwijking kan, bijvoorbeeld, worden herkend door een verschil in lengte tussen sensor 8a en 8d te meten.

Figuur 3 toont een verder voorbeeld van een balenkamer 1. In het voorbeeld van figuur 3 wordt de bovenwand van de balenkamer door vier balken 10 gevormd. Tussen deze vier balken 10 zijn knopersystemen voorzien. Voor de duidelijkheid zijn de knopersystemen enkel gedeeltelijk in figuur 3 getoond. Daardoor zijn de delen die irrelevant zijn voor de uitvinding getoond. De knopersystemen zijn voorzien om een twijndraadlus in de lengte te wikkelen rond de baal die in de balenkamer is gevormd. Daartoe omvat elk knopersysteem een twijndraadtoevoermechanisme. In figuur 3 zijn drie twijndraadtoevoermechanismen getoond die elk een twijndraad 13A, 13B, 13C en een twijndraadpositioneergeleiding 14 omvatten. Optische balenlengtesensoren 11A, 11B, 11C zijn respectievelijk op elke twijndraad 13A, 13B, 13C voorzien om de lengte van de baal te meten via het meten van de twijndraad. Het voordeel van het gebruik van een optische lengtesensor voor het meten van de lengte van de twijndraad met betrekking tot andere lengtesensoren is dat een optische sensor niet of ten minste minder gevoelig is voor doorschot. In een balenkamer in werking worden de twijndraden niet altijd op een soepele wijze bewogen. De optische lengtesensor is in staat correct te meten, zelfs wanneer de twijndraad met hoge versnellingspieken (beweging met schokken) beweegt.

Het voordeel van het meten van de balenlengte via het meten van de twijndraadlengte is dat de twijndraadlengte de eindlengte van de baal bepaalt, wanneer de baal de balenkamer heeft verlaten. De veerkracht van het oogstmateriaal zal er namelijk voor zorgen dat de baal uitzet nadat ze de balenkamer heeft verlaten. De twijndraadlussen verhinderen de verdere uitzetting van de baal achter een punt waar de twijndraad volledig is uitgestrekt. Door het meten van meervoudige twijndraadlengtes over de breedte van de baal, kan een afwijking in de balenvorm vroegtijdig in het vormingsproces van de baal worden gedetecteerd. Figuur 3 toont bovendien een optische sensor 12 die op de zijwand van de balenkamer is gelegen.

Figuur 4 toont een baal 15 met een gebogen buitenvorm, waarbij de rechterzijde van de baal langer is dan de linkerzijde van de baal. De figuur 4 toont een overeenkomstige grafiek, waarbij op de horizontale as de breedte B van de baal is aangeduid en op de verticale as de gemeten lengte X van elke twijndraad is getoond. Daardoor zijn vier twijndraadlengtes gemeten, zijnde 13AL, 13BL, 13CL en 13DL. De grafiek toont hoe de gemeten lengte van links naar rechts toeneemt. Deze meting wordt in de balenkamer door de optische balenlengtesensoren uitgevoerd, zoals getoond in de vorige figuren. Het resultaat van de lengteafwijking is een gebogen baal 15. Aangezien de lengte van de twijndraadlussen 13A, 13B, 13C en 13D van links naar rechts toeneemt, neemt de lengte van de baal bijgevolg van links naar rechts toe, wat daardoor in een gebogen baal resulteert. Door het detecteren van een afwijking van de balenlengte via de optische balenlengtesensoren kan een operator van de balenpers tussenbeide komen en de instellingen van de balenpers corrigeren om de afwijking teniet te doen.

Bij voorkeur is een combinatie van optische balenlengtesensoren voorzien, waarbij een aantal van de sensoren is voorzien om twijndraadlengtes te meten, terwijl andere zijn aangebracht om de balenlengte direct te meten. Gebaseerd op deze metingen kunnen regelparameters door een operator worden ingesteld.

Bij voorkeur is de optische balenlengtesensor een lasersensor. Van lasers is bekend dat ze goed zijn opgewassen tegen stoffige omgevingen. De lasersensoren implementeren bij voorkeur de laser-Doppler-velocimetrietechniek welke de techniek is, waarbij de Doppler-verschuiving in een laserbundel wordt gebruikt om de lineaire of trillende beweging van een oppervlak te meten. Dergelijke lasercentra staan als betrouwbaar en nauwkeurig bekend in industriële omgevingen.

Claims

Conclusies

1. Landbouwbalenpers omvattende een balenkamer en een voorperskamer, waarbij de voorperskamer is ingericht om oogstmateriaal te verzamelen en periodiek een schijf van genoemd oogstmateriaal te vormen en de schijf naar de balenkamer in een eerste segment van de balenkamer te duwen, waarbij de balenkamer een plunjer omvat die is voorzien om in de balenkamer heen en weer te bewegen, waardoor schijven oogstmateriaal tot een baal worden samengeperst, met het kenmerk, dat ten minste één optische balenlengtesensor in de balenkamer is voorzien om de lengte van de baal te meten.
2. Landbouwbalenpers volgens conclusie 1, waarbij ten minste één van de ten minste één optische balenlengtesensor is aangebracht om direct aan het oogstmateriaal in de balenkamer te grenzen om de lengte van de voorbijkomende baal te meten.
3. Landbouwbalenpers volgens conclusie 1 of 2, waarbij de optische balenlengtesensor een lasersensor is.
4. Landbouwbalenpers volgens conclusie 3, waarbij de sensor de laser-Doppler-velocimetrietechniek toepast.
5. Landbouwbalenpers volgens één der voorgaande conclusies, waarbij een knopersysteem in de balenkamer is voorzien welk is voorzien om ten minste één twijndraadlus in de lengte rond een baal te wikkelen, waarbij een andere van de ten minste één optische balenlengtesensor op een twijndraad is gelegen om de lengte van de baal te meten via het meten van de lengte van de twijndraad.
6. Landbouwbalenpers volgens één der voorgaande conclusies, waarbij genoemde andere van de ten minste één optische balenlengtesensor een sensor omvat voor elke twijndraadlus die is aangebracht om de lengte van de respectieve twijndraad te meten.
7. Landbouwbalenpers volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de ten minste één optische balenlengtesensor stijf op het balenkamerframe is gemonteerd.