[0001] 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.
[0002] 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.
[0003] 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 straff 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.
[0004] 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.
[0005] Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe von einer Ballenpresse nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 ausgehend mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
[0006] 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
Umschnürung 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.
[0007] 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.
[0008] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in der Zeichnung dargestellt und nachfolgend
näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen in jeweils stark vereinfachter und schematisierter
Ansicht
- Fig. 1
- eine schnittbildlicher Draufsicht auf eine Ballenpresse in einer ersten Arbeitsstellung
- Fig. 2
- Draufsicht gemäß Fig. 1 zu einer zweiten Arbeitsstellung
- Fig. 3
- Seitenansicht zur Ballenpresse gemäß Fig. 1 und 2
- Fig. 4
- Detailansicht eines Bindegutvorrats und einer Fadenbremse
- Fig. 5
- Seitenansicht einer Spanneinrichtung für das Bindegut
- Fig. 6
- Schnitt nach Linie VI-VI in Fig. 5
- Fig. 7
- Queransicht der Spanneinrichtung gem. Pfeil VII in Fig. 5 und
- Fig. 8
- Schnitt nach Linie VIII-VIII in Fig. 5.
[0009] Eine in den Fig. 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.
[0010] 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.
[0011] Die Umschnürung erfolgt im vorliegenden Fall nicht, wie früher bei stationären hydraulischen
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.
[0012] 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
Fig. 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.
[0013] 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 straffe 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.
[0014] Wie insbesondere aus den Fig. 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 Fig. 4 veranschaulicht
wird.
[0015] In Fig. 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.
[0016] Von dort läuft der Bindegutstrang 9 in eine der Spanneinrichtungen 18 bis 23, beispielsweise
eine in Fig. 5 bis 8 veranschaulichte Spanneinrichtung 18, mit einer nachgiebig geführten
Umlenkschleife 31 für das Bindegut ein.
[0017] 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.
[0018] 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 Rollerigabein 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 Fig. 8 ersichtlich - vor und hinter der Spanneinrichtung 18 eine
andere horizontale Ausrichtung einnehmen soll.
[0019] 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.
[0020] 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.
[0021] Die Funktion der Spanneinrichtung 18 mit ihren verschiedenen Arbeitsbereichen unterschiedlichen
Spannkraftniveaus wird insbesondere im Vergleich mit der Fig. 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.
[0022] 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.
[0023] 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.
[0024] 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.
[0025] Wie insbesondere in den Fig. 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.
[0026] 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.
[0027] 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.
[0028] 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.
1. Ballenpresse (1) für loses Preßgut, insbesondere Papier, mit einem Füllraum (2) für
lose eingegebenes Preßgut, einem durch den Füllraum hindurch in den Eingang eines
Preßkanals (3) beweglichen Preßstempel (4) und mehreren nebeneinander angeordneten
Knotern (7) für Bindegut am Eingang des Preßkanals (3), in denen jeweils zwei einander
am Ballen gegenüberliegende Stränge (9,10) einer den Ballen vorderseitig umlaufenden
Bindegutschleife zusammengeführt, miteinander zu einer geschlossenen Umschnürung mit
einem ersten Knoten (8) verknotet und danach zu einer nachfolgenden Umschnürung mit
einem zweiten Knoten verknotet und zwischen den Knoten zum Ablösen der geschlossenen
Umschürung durchgetrennt werden, wobei der zugehörige Knoter (7) einen der beiden
Stränge (9,10) mit einem Zuführarm (17) von der gegenüberliegenden Seit des Ballens
zugeführt erhält und wobei beide Stränge (9,10) des Bindeguts zum Knoter (7) hin von
einem Bindegutvorrat (11,12,13,14,15,16) aus jeweils über eine Spanneinrichtung (18,19,20,21,
22,23) für die Aufrechterhaltung von Zugspannung auf dem Bindegut laufen, dadurch gekennzeichnet, daß die Spanneinrichtung (18,19,20,21,22,23) sowohl für die Ausführung des ersten Knotens
wie auch des zweiten Knotens jeweils gesondert vorgegebene Zugspannungen auf die Stränge
(9,10) des Bindeguts aufbringt.
2. Ballenpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spanneinrichtung (18,19,20,21,22,23) eine Bremse (25) und eine nachgiebig geführte
Umlenkschleife (31) für das Bindegut zugeordnet ist, die sich infolge der Zuführbewegung
des Zuführarms (17) bis zu einer stark gespannten Stellung der Umlenkschleife (31)
verkürzt.
3. Ballenpresse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkrolle eine Anschlag-Stellung aufweist, die durch eine Federung (51,52)
elastisch abgestützt ist.
4. Ballenpresse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Federung (51,52) einen an den Anschlag angrenzenden Federhub aufweist, der einen
Arbeitsbereich der Umlenkschleife (31) zumindest teilweise abdeckt.
5. Ballenpresse nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkrolle (45) über den Federhub der Federung hinaus mit einer Gewichtskraft
(Gewichtspaket 48) geführt wird.
6. Ballenpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Stränge (9,10) des Bindeguts mit unterschiedlich eingestellten Spanneinrichtungen
(18) versehen sind.
7. Ballenpresse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Knoter (7) von der gegenüberliegenden Seite des Ballens mit dem Zuführarm
zugeführte Strang mit höheren Zugspannungen beaufschlagt ist als der auf der Seite
des Knoters verlaufende Strang.
8. Ballenpresse nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkschleife mit einem Bruchsensor (53) für das Bindegut ausgestattet ist.
9. Ballenpresse nach Anspruch 8 in Verbindung mit Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Bruchsensor auf ein Niederfallen des Gewichtspakets (48) ausgerichtet ist.