ОБВЯЗОЧНОЕ УСТРОЙСТВО
BUNDLING DEVICE

Изобретение касается обвязочного устройства, предназначенного для обертывания и упаковки, в частности, тюков сельскохозяйственной продукции согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.
Описанное выше устройство упоминается в документах EP 2050330 A1 и DE 9414220 U1. Для равномерного обвязывания тюка рулонным обвязочным материалом, например пленочным полотном, держатели обвязочного материала должны обводиться вокруг тюка по центру на высоте оси цилиндра тюка. Чтобы обеспечить это для тюков с различными диаметрами, здесь направляющая рама, для держателя обвязочного материала установлена на каркасе с возможностью перемещения по высоте посредством устройства перестановки высоты в вертикальном направлении и прямолинейно под прямым углом к обвязочному основанию. С помощью этих известных устройств в принципе возможно формирование тюков с однородным качеством обвязывания.
Известные ранее устройства, наряду с относительно сложным конструктивным осуществлением линейного движения перемещения, обладают тем большим недостатком, что они в комбинации с тюковым прессом вызывают потребность в большом конструктивном пространстве как в длину машины, так и в высоту. Недостатком является также то, что для осуществления возможности линейной перестановки высоты невозможно использование уже имеющихся функций. Желаемое компактное транспортировочное положение для направляющей рамы возможно только при значительных дополнительных затратах.
В другом известном варианте осуществления, DE 10334681 B3, весь обвязочный стол с лежащим на нем тюком сельскохозяйственной продукции может подниматься или опускаться в положение, в котором обвязочный материал может обводиться вокруг тюка сельскохозяйственной продукции по центру. Недостатком является относительно сложный подъемно-опускной механизм для перемещения высоких масс, составляющих примерно от 1200 до 1600 кг, и стабильной фиксации обвязочного стола с находящимися на нем тюками сельскохозяйственной продукции на установленной высоте во время обвязывания.
Из документа EP 1285571 A1 известно устройство, служащее для прессования и обертывания круглых кип, которое содержит тюковой пресс с варьируемой прессовальной камерой, предназначенной для получения тюков с различными диаметрами, и горизонтальную овальную направляющую раму для обвода по кругу обвязочного материала. Направляющая рама охватывает круглую кипу так, что она может обвязываться в прессовальной камере без необходимости ее предварительного извлечения для осуществления процесса обвязывания. Это устройство обладает тем недостатком, что не предусмотрено никакого устройства для позиционирования обвязочного материала по высоте при различных диаметрах тюков, из-за чего не может достигаться равномерное обвязывание тюков. Направляющая рама для выгрузки тюка может поворачиваться вокруг оси транспортного средства, проходящей под прессовальной камерой. Дополнительная возможность линейной регулировки высоты направляющей рамы в соответствии с документами ЕР 2050330 A1 и DE 9414220 U1 не представляется возможной как по функциональным причинам, так и в связи с затратами. Невозможно также применение решения согласно DE 10334681 B3. С одной стороны, основание прессовальной камеры снабжено приводными прессующими элементами, с другой стороны, половина основания прессовальной камеры для выгрузки готового тюка должно откидываться вниз, так что места для других подъемных или опускных механизмов нет. В принципе это устройство обладает тем недостатком, что во время процесса обвязывания прессование круглой кипы невозможно.
Другие обвязочные устройства известны из документов GB 2188587 А и US 4685270 А.
В основу изобретения положена задача, усовершенствовать описанное выше устройство и, в частности, разработать простое решение для обвязочных устройств, снабженных направляющей рамой для обвязочного материала.
Эта задача в соответствии с изобретением решается с помощью признаков пункта 1 формулы изобретения, при этом в других пунктах формулы приведены признаки, которые совершенствуют это решение предпочтительным образом.
В одном варианте выполнения настоящего изобретения раскрыто обвязочное устройство для обертывания и упаковки, в частности, тюков сельскохозяйственной продукции, содержащее обвязочное основание для помещения и для вращения прессованного тюка сельскохозяйственной продукции, и направляющую раму по меньшей мере для одного держателя обвязочного материала, предназначенного для обвязывания лежащего на обвязочном основании тюка обвязочным материалом в форме полотна, отличающееся тем, что направляющая рама выполнена с возможностью перестановки по высоте и поворота вокруг горизонтальной оси, проходящей параллельно оси вращения тюка сельскохозяйственной продукции, для установки середины обвязочного материала примерно на высоте середины подлежащего обвязке тюка сельскохозяйственной продукции.
В описанном, например, в ЕР 1285571 A1 рулонном пресс-подборщике кольцеобразная направляющая рама, снабженная одним или, соответственно, двумя держателями обвязочного материала, охватывает варьируемую прессовальную камеру. Исходя из такого обвязочного устройства в соответствии с изобретением предлагается, чтобы направляющая рама обладала возможностью поворота вокруг горизонтальной оси, проходящей параллельно оси вращения тюка сельскохозяйственной продукции. Поворотное движение конструктивно осуществляется проще и компактнее, чем линейное движение. Поворотное движение позволяет расположить направляющую раму вблизи, и даже частично ниже, прессовальной камеры. Другое преимущество обеспечивается за счет того, что для направляющей рамы могут использоваться имеющиеся исполнительные устройства, потому что для выгрузки готового обвязанного тюка или же при неиспользовании она уже должна обладать возможностью поворота в транспортировочное положение. Устройства линейной перестановки высоты направляющей рамы здесь не подходят, потому что всю ее пришлось бы очень далеко выдвигать в вертикальном направлении. Если обвязочное устройство включено после прессовальной камеры, линейная перестановка высоты направляющей рамы требует большей длины машины из-за необходимого большего свободного пространства между прессовальной камерой и обвязочным устройством. Поворот предпочтительным образом может осуществляться даже на навешенных или натянутых обвязочных устройствах, снабженных одним или несколькими вращающимися рычагами.
Идеальные условия обвязки с равномерным расстоянием перекрытия полотен обвязочного материала достигаются тогда, когда для находящегося на обвязочном основании тюка сельскохозяйственной продукции среднего размера ось расположена примерно на высоте середины обвязочного материала. Благодаря этому держатель обвязочного материала остается в требуемом угловом диапазоне поворота во время его обвода по кругу практически концентрически относительно середины тюка.
Расположение обвязочного материала по центру на высоте середины тюка сельскохозяйственной продукции осуществляется за счет того, что направляющая рама может устанавливаться под различными углами наклона относительно обвязочного основания.
Целесообразным образом направляющая рама может закрепляться в положении обвязывания, так чтобы она находилась на постоянном расстоянии относительно транспортировочного основания, в то время как в транспортировочном положении направляющая рама является подвижной вокруг своей оси вращения, причем движение ограничено пружинящими и/или амортизирующими средствами.
Благодаря этому при обвязывании обеспечивается точное позиционирование, в то время как при дорожной транспортировке с высокими скоростями пики сил и напряжений предотвращаются упругой пружинящей опорой.
По варианту осуществления изобретения предусмотрено, что направляющая рама содержит кольцо или, по меньшей мере, один вращающийся рычаг. Вариант осуществления с кольцом позволяет, в частности, получать предпочтительные компактные конструкции при комбинации тюкового пресса с обвязочным устройством, в то время как вариант осуществления с вращающимся рычагом предпочтителен при отдельной эксплуатации обвязочного устройства, навешенного на тягач или на колеса, которое буксируется тягачом.
В другом варианте осуществления изобретения предусмотрено, что направляющая рама выполнена с возможностью прямолинейного перемещения по высоте в вертикальном направлении и под прямым углом к обвязочному основанию и может фиксироваться на различном расстоянии от обвязочного основания.
В другом варианте осуществления изобретения предусмотрено, что направляющая рама может перестанавливаться посредством исполнительного устройства в зависимости от диаметра тюка сельскохозяйственной продукции и/или от ширины обвязочного материала.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления в рулонном пресс-подборщике, предназначенном для прессования тюков различных размеров, определенные фактические диаметры тюков сельскохозяйственной продукции используются в качестве параметров для перестановки направляющей рамы, так как они и так уже необходимы для управления прессом и поэтому уже имеются в наличии.
По другому варианту осуществления изобретения устройство управления непосредственно или опосредованно находится во взаимодействующем соединении с сенсором, определяющим положение направляющей рамы, и/или сенсором, регистрирующим ширину обвязочного материала. Простым способом на устройстве управления могут вводиться номинальные значения диаметра тюка или номинальные значения, например, автоматически принимаются рулонным пресс-подборщиком. Устройство управления формирует из этих значений исходные сигналы для исполнительного устройства и осуществляет перестановку направляющей рамы в желаемое положение. Равным образом, на устройстве управления могут вводиться номинальные значения ширины обвязочного материала, или данные о ширине обвязочного материала определяются надлежащим сенсором и используются с целью регулировки.
В еще одном варианте осуществления изобретения исполнительное устройство, служащее для поворота направляющей рамы выполнено в виде электрического, пневматического или гидравлического линейного двигателя.
В другом варианте осуществления изобретения направляющая рама, снабженная держателем обвязочного материала, выполнена с возможностью приведения двигателем во вращательное движение, или что, по меньшей мере, один держатель обвязочного материала установлен с возможностью передвижения посредством двигателя вблизи направляющей рамы или на ней.
В еще одном варианте осуществления обвязочное основание установлено после пресса-подборщика, при этом направляющая рама выполнена с возможностью поворота вокруг оси вращения, расположенной на ее близком к прессу-подборщику конце.
В другом варианте осуществления направляющая рама предусмотрена для прессовальной камеры пресса-подборщика и охватывает ее, при этом основание прессовальной камеры или его часть выполнено в виде обвязочного основания.
В другом варианте осуществления изобретения направляющая рама выполнена с возможностью фиксации в обвязочном положении, так чтобы она находилась на постоянном расстоянии относительно транспортировочного основания, в то время как направляющая рама в транспортировочном положении является подвижной вокруг своей оси вращения, причем это движение ограничено пружинящими и/или амортизирующими средствами.
Примеры предмета изобретения изображены на чертеже и ниже описываются подробнее. При этом показано:
фиг.1: фрагмент рулонного пресс-подборщика, снабженного предлагаемым изобретением обвязочным устройством в положении направляющей рамы при наибольшем возможном диаметре тюка;
фиг.2: вид в соответствии с фиг.1 в положении направляющей рамы при среднем диаметре тюка;
фиг.3: схематичное изображение исполнительного устройства направляющей рамы;
фиг.4: второй вариант осуществления предлагаемого изобретением обвязочного устройства, которое включено после рулонного пресс-подборщика с варьируемой прессовальной камерой для тюков;
фиг.5: фрагмент предлагаемого изобретением обвязочного устройства в соответствии с фиг.4 в первом положении направляющей рамы при максимальном диаметре тюка, втором положении направляющей рамы при среднем диаметре тюка и третьем положении при наименьшем диаметре тюка; и
фиг.6: схематичное изображение третьего варианта осуществления предлагаемого изобретением обвязочного устройства, снабженного вращающимся рычагом.
В отношении конструкции и принципа действия известного ранее рулонного пресс-подборщика с варьируемой прессовальной камерой и встроенным обвязочным устройством можно, например, сослаться на европейскую заявку ЕР 1285571 A1.
На фиг.1 показан рулонный пресс-подборщик 1, который буксируется тягачом 2 в направлении движения, обозначенном стрелкой 3. У этого рулонного пресс-подборщика 1 на фиг.4 показана рама 4 с колесной осью 5 и колеса 6, нижняя часть прессовальной системы 7, подборщик 8, транспортировочный или, соответственно, режущий ротор 9 и приводное транспортировочное основание 10.
Верхняя откидывающаяся часть прессовальной системы, которая также может быть снабжена сенсорами или другими надлежащими средствами регистрации диаметра тюков для лучшей наглядности не показана. Над транспортировочным основанием 10 расположена укомплектованная двумя держателями 11, 12 обвязочного материала направляющая рама 13, которая вместе с транспортировочным основанием 10 образует обвязочное устройство 14 для готового прессованного, лежащего на транспортировочном основании 10 рулона 15, которое является одним из вариантов осуществления изобретения, приведенным в качестве примера.
На чертеже изображен рулон 15 с максимальным диаметром, который посредством неизображенного привода транспортировочного основания 10 может вращаться вокруг горизонтальной центральной оси 16 в направлении стрелки 17.
Направляющая рама 13 содержит предпочтительно круглое кольцо 18, снабженное двумя смещенными на 180° держателями 11, 12 обвязочного материала, которые во время процесса обвязывания обходят тюк 15 по кругу вокруг прямой оси 19, расположенной перпендикулярно к оси 16 вращения рулона 15. Кольцо 18 у показанного на фиг.1 рулона 15 ориентировано примерно горизонтально. Положение кольца 18 выбрано так, что середины 20, 21 полотен 22, 23 обвязочного материала передвигаются на высоте оси 16 вращения рулона 15 по горизонтальной траектории вокруг рулона 15, а расстояния от осей 24, 25 двух держателей 11, 12 обвязочного материала до средней точки рулона одинаковы, что обеспечивает обвязывание рулона 15 с равномерным перекрытием. Кольцо 18 своим передним концом установлено на раме 4 с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси 26, расположенной параллельно оси 16 вращения рулона 15. Между рамой 4 и кольцом 18 расположен гидравлический цилиндр, служащий исполнительным устройством 27. Ось 26 лежит примерно на высоте нижней кромки полотна 22, 23 обвязочного материала наиболее удаленно вне траектории движения держателей 11, 12 обвязочного материала, так что рулоны различного размера в относительно малом диапазоне угла поворота кольца 18 занимают среднее положение относительно траектории движения держателей 11, 12 обвязочного материала.
Наклон кольца 18 к горизонтали для обвязывания рулонов с различными диаметрами тюка посредством исполнительного устройства 28, см. фиг.3, может регулироваться с целью позиционирования середины 20, 21 полотна 22, 23 обвязочного материала соответственно на высоте оси вращения рулона. На фиг.2 изображен рулон 29 со средним диаметром во время процесса обвязывания. Кольцо 18, в отличие от показанного на фиг.1 примерно горизонтального положения 30, теперь находится в спадающем наискосок назад положении 31 и образует больший угол с горизонталью. Прямая наклоненная к вертикали ось 19 траектории движения держателей 11, 12 обвязочного материала и середины 20, 21 полотна 22, 23 обвязочного материала проходят через ось 32 вращения рулона 29.
Для управления наклоном кольца 18 в исполнительном устройстве 28, см. схему соединений на фиг.3, предусмотрено устройство 33 управления, к которому относятся сенсор 34 фактического диаметра тюка, сенсор 35 фактического положения (наклона) кольца 18, устройство 36 обработки сигналов, устройство 37 ввода, система энергоснабжения и различные соединительные провода, которые собственно воздействуют на исполнительное устройство 27. Исполнительное устройство 27 содержит предпочтительно гидравлический цилиндр двойного действия, управление которым осуществляется посредством собственно известных электромагнитных клапанов.
Сенсор 34 фактического диаметра тюка предпочтительно расположен на прессе 1, но может быть также предусмотрен на обвязочном устройстве 14. В случае рулонного пресс-подборщика с постоянной прессовальной камерой для тюков этот сенсор может отсутствовать, и задание номинального значения диаметра тюка и/или ширины полотна обвязочного материала может осуществляться с помощью устройства ввода, например, на пульте управления. Может быть также предусмотрен не изображенный сенсор ширины полотна обвязочного материала.
Сенсор 35 фактического положения (наклона) кольца 18 представляет собой, например, предусмотренный на оси 26 кольца 18 вращающийся потенциометр. Альтернативно может, например, применяться гидравлический цилиндр с системой измерения перемещений.
Устройство 36 обработки сигналов выполнено в виде бортового компьютера, который питается от системы энергоснабжения тягача 2 энергией, обеспечивающей возможность выполнения компьютерных программ и/или вычислительных процессов. Устройство 36 обработки сигналов получает сигналы от сенсоров 34, 35. От устройства 36 обработки сигналов ведет провод к исполнительному устройству 27, чтобы передавать ему сигнал для выдвижения или втягивания, вследствие чего расстояние между транспортировочным основанием 10 и кольцом 18 увеличивается или уменьшается.
Принцип действия изобретения на примере рулонного пресс-подборщика 1 с варьируемой прессовальной камерой следующий:
Для использования в работе рулонный пресс-подборщик 1 доставляется с помощью тягача 2 на поле и подготавливается к эксплуатации. Устройство 36 обработки сигналов активируется, и на устройстве 37 ввода задается желаемый диаметр тюка. Сенсор 35 определяет наклон кольца 18 относительно горизонтали, и исполнительное устройство 27 регулирует наклон кольца 18 в соответствии со значением диаметра тюка, заданным в устройстве 37 ввода. То же самое относится, соответственно, к ширине полотна обвязочного материала. Рулонный пресс-подборщик 1 буксируется тягачом 2 по валку сеносоломистого материала и прессует рулон, увеличивающийся в диаметре с подачей материала. Сенсор 34 фактического диаметра рулона сигнализирует о достижении предварительно заданного диаметра рулона устройству 36 обработки сигнала, которое сравнивает эти данные с номинальным значением. Затем в зависимости от направления отклонения исполнительное устройство 27 выдвигается или втягивается, чтобы приравнять фактическое значение к номинальному значению. Одновременно подача материала прерывается путем остановки пресса-подборщика 1 и верхний неизображенный прессовальный участок прессовальной системы поднимается настолько, чтобы держатели 11, 12 обвязочного материала могли свободно обходить по кругу рулон 15. Держатели 11, 12 обвязочного материала и рулон 15 вращаются во время процесса обвязывания одновременно, при этом обвязочный материал стягивается с держателей 11, 12 обвязочного материала и обвязывается с равномерным расстоянием перекрытий вокруг рулона 15.
Если, например, в конце поля остается только лишь один небольшой остаточный тюк, то сенсор 34 сигнализирует об этом «маленьком» диаметре тюка устройству 36 обработки сигналов. Это устройство автоматически осуществляет перестановку наклона кольца 18, так чтобы середина полотна обвязочного материала при обвязывании проходила через середину небольшого рулона, и обеспечивалось также безупречное обвязывание.
В примере осуществления, показанном на фиг.4, обвязочное устройство 38 включено после рулонного пресс-подборщика 39. Рулонный пресс-подборщик 39 и обвязочное устройство 38 опираются на несущую раму 40, у которой имеется, по меньшей мере, одна колесная ось 41 с двумя колесами 42. Прессовальная камера 43 пресса-подборщика 1 предназначена для прессования тюков различных размеров. Обвязочное устройство 38 содержит обвязочное основание 44, служащее для помещения прессованного тюка 45, и направляющую раму 46, снабженную, по меньшей мере, одним держателем 47 обвязочного материала, служащим для обвязывания тюка 45, лежащего на обвязочном основании 44, обвязочной пленкой 48 в виде полотна. Обвязочное основание 44, если смотреть в направлении движения, расположено позади колесной оси 41 и примерно на высоте колесной оси 41. Обвязочное основание 44 снабжено не показанным приводом, служащим для вращения прессованного тюка 45 вокруг горизонтальной центральной оси 49, лежащей параллельно колесной оси 41.
Направляющая рама 46 содержит предпочтительно круглое кольцо, которое в изображенном на фиг.4 положении 46а обвязывания при наибольшем возможном диаметре тюка расположено наклонно, поднимаясь в направлении от колесной оси 41. Положение направляющей рамы 46 относительно обвязочного основания 44, с одной стороны, выбрано так, чтобы тюк 45 во время процесса обвязывания был расположен посредине относительно траектории движения держателя 47 обвязочного материала, а с другой стороны, середина 50 обвязочной пленки 48, по меньшей мере, приблизительно проходит через центральную ось 49 тюка 45.
С помощью выбранного таким образом расположения могут безупречно с равномерным перекрытием обвязываться рулоны постоянного размера без перестановки направляющей рамы 46. Чтобы получить короткую длину конструкции, может быть целесообразно перевести направляющую раму 46 в прямое, не показанное транспортировочное положение.
Чтобы иметь возможность безупречно обвязывать рулоны с различным диаметром без перестановки высоты обвязочного основания 44, направляющая рама 46 установлена на несущей раме 40 с возможностью поворота вокруг оси 51 вращения, расположенной на ее близком к колесной оси 41 конце. Ось 51 вращения расположена параллельно центральной оси 49 тюка 45 вне окружной траектории держателя 47 обвязочного материала на высоте середины 50 обвязочной пленки 48.
На фиг.5 сплошной линией изображен тюк 52 среднего размера с его осью 53 вращения на обвязочном основании 44. Тюк 54 наибольшего возможного размера и тюк 55 наименьшего возможного размера показаны на чертеже штриховой линией со своей соответствующей осью 56, 57 вращения. Положение по высоте оси 51 вращения относительно обвязочного основания 44 выбрано так, что середина 50 обвязочной пленки 48 положения 46b при обвязывании направляющей рамы 46, показанного на чертеже сплошной линией, проходит через ось 53 вращения тюка 52 среднего размера. Благодаря этому выбору концентричность держателя 47 обвязочного материала, относительно середины тюка, сохраняется как у большого тюка 54, так и у малого тюка 55 несмотря на поворот, см. стрелку 58, направляющей рамы 46, что является предпосылкой для обвязывания тюка с равномерным перекрытием. Для поворота равным образом служит изображенное на фиг.3 и описанное выше исполнительное устройство 28. В рамках настоящего изобретения могут обертываться или упаковываться не только рулоны, но и квадратные тюки.
В примере осуществления, показанном на фиг.6, кольцо направляющей рамы заменено вращающимся рычагом.
Обвязочное устройство 59 состоит по существу из обвязочного основания 60, снабженного приводными транспортировочными элементами 61 и вращающимся рычагом 62, который установлен на кронштейне 64 с возможностью вращения вокруг вертикальной оси 63 и на нижнем конце снабжен держателем 65 обвязочного материала. Кронштейн 64 и обвязочное основание 60 опираются на каркас 66 машины, который может присоединяться к тягачу в неизображенных местах шарнирных соединений. Кронштейн 64 примерно на высоте центральной оси 67, находящегося на обвязочном основании 60 тюка 68 со средним диаметром, снабжен поворотной опорой 69, которая расположена параллельно центральной оси 67 тюка. Верхняя часть 64а кронштейна может поворачиваться посредством исполнительного устройства 70 вверх и вниз относительно нижней, неподвижно установленной на каркасе части 64b кронштейна.
В соответствии с предыдущими примерами осуществления обвязочный материал путем простого поворота верхней части 64а кронштейна посредством исполнительного устройства 70 может соответственно устанавливаться на высоту середины тюков сельскохозяйственной продукции различного размера, благодаря чему обеспечено обертывание с равномерным расстоянием между витками.