DE3688558T2 - Lastsensor für Ballenpressen. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung ist auf eine Ballenformmaschine der Art gerichtet, wie sie im Oberbegriff von Anspruch 1 definiert ist und insbesondere auf die Verbesserung bei einem Sensor, der bei der Messung von Lastkräften verwendet wird, die auf ein Festigkeitselement einer solchen Ballenformmaschine aufgebracht werden.
• Bei den Ballenformmaschinen der betrachteten Art ist es generell wünschenswert, eine verhältnismäßig einheitliche Dichte bei den Ballen von produziertem Erntegutmaterial oder Heu zu erreichen. Die Ballendichte wird andererseits durch den Betrag der Axialkraft gesteuert, die auf den Ballen durch ein axiales Verdichtungselement oder einen Kolben aufgebracht wird, der durch einen oder mehrere längliche röhrenförmige /Kolbenarme. angetrieben wird. Die Verdichtung an diesen Kolbenarmen hängt von der Stellung beweglicher Seitenwandelemente der Ballenformvorrichtung ab. Diese Seitenwandelemente definieren zusammen mit festen Decken- und Bodenwänden das, was in der Technik als Ballenformkammer bezeichnet wird.
• Entsprechend der Praxis des bisherigen Standes der Technik wurden verschiedene Mittel benutzt, um die Druckkraft zu messen, die in der axialen Richtung durch die Kolbenarme aufgebracht wird und die Stellung der beweglichen Seitenwände entsprechend so zu steuern, daß man eine verhältnismäßig einheitliche Ballendichte erreicht. Desgleichen gestattet eine Überwachung der Verdichtung der Kolbenarme, die Seitenwände wenn notwendig /zu öffnen., um eine übermäßige Belastung bei der Vorrichtung und einen sich daraus ergebenden Schaden daran zu verhüten. Jedoch sind, wie vorstehend vermerkt, Lösungen, die bis jetzt für das Problem des Messens der axialen Verdichtungskraft oder -belastung vorgeschlagen worden sind, verhältnismäßig schwierig und kostspielig bei der Einführung gewesen. Ein Beispiel für solche bekannten Lösungen wird durch Dokument US-A-4 627 341 gegeben, welches Gebrauch von Dehnungsmeßstreifen und der dazugehörigen Schaltungen macht, um genaue Messungen dieser Verdichtungskraft oder -belastung zu erhalten. Diese Lösung ist verhältnismäßig unzuverlässig, kompliziert und teuer. Dies deshalb, weil die Spannungen oder Druckkräfte, die in dem Kolbenarmelement als Reaktion auf verschiedene darauf aufgebrachte Druckkräfte entstehen, eine nicht-lineare Kennlinie haben.
• Gegenstand der Erfindung ist, für eine Ballenformmaschine zu sorgen, welche einen Sensor robuster und zuverlässiger Bauweise hat, der mindestens einem Kolbenarm derselben zugeordnet ist.
• Entsprechend der Erfindung wird dieses Ziel durch eine Ballenformmaschine erreicht, wie sie in Anspruch 1 beansprucht wird.
• Bei einer Ballenformmaschine entsprechend der Erfindung ist der Sensor, der durch eine Spule und einen ferromagnetischen Kern gebildet wird, innerhalb des länglichen röhrenförmigen Kolbenarms eingeschlossen und ist an gegenüberliegenden Enden des Kolbenarms montiert.
• Es ist bekannt (zum Beispiel aus dem Buch von Austin E. Fribance "Grundlagen der industriellen Instrumentierung", McGraw Hill Book Company Inc., S. 273-276), relative Positionen oder Bewegungen von zwei Elementen durch die Verwendung einer Drahtspule zu messen, in welche hinein sich ein ferromagnetischer Kern erstreckt. Eine solche Anordnung ist jedoch noch nie in Verbindung mit einem länglichen röhrenförmigen Element verwendet worden, um ein elektrisches Signal zu erhalten, das der Druckbelastung eines solchen röhrenförmigen Elements entspricht.
• Bei einer Ballenformmaschine des betrachteten Typs kann der Kolbenarm eine Druckkraft von bis zu 45.000 kg auf das Erntegutmaterial aufbringen. Während dieser Verdichtung wird der Kolbenarm selbst auf Druck beansprucht. Dementsprechend findet eine Änderung bei der Flußdichte der Spule statt, wenn der ferromagnetische Kern als Reaktion auf die Druckbelastung des Kolbenarme relativ dazu bewegt wird.
• Bei der beanspruchten Anordnung ist die Drahtspule mit einem Schwingkreis für die Erzeugung eines alternierenden Signals gekoppelt, um auf diese Weise ein frequenzvariables Signal zu erhalten, dessen Frequenz sich mit der Bewegung des Kerns innerhalb der Drahtspule ändert.
• In der Praxis wird ein Kolbenarm, der einer Druckkraft in der Größenordnung von 45.000 kg ausgesetzt wird, nur um einen sehr kleinen Betrag zusammengedrückt, beispielsweise in der Größenordnung von 0,25 mm. Es wird eingeschätzt, daß bei einer Kompression der letzteren Größenordnung nur geringe Änderungen bei der Flußdichte auftreten. Folglich ist ein hoher Grad an Auflösung beim Messen der entsprechenden Änderungen in den über die Spule entwickelten Signalen erforderlich.
• Zusätzlich ist teilweise als Folge der rechteckigen Struktur des röhrenförmigen Kolbenarms die Beziehung zwischen der darauf auf gebrachten Kraft und dem Betrag der axialen Verdichtung eine nicht-lineare. Darüberhinaus ist die Beziehung zwischen der Bewegung des Kernteils innerhalb der Drahtspule und der durch den Oszillator entwickelten Frequenz ebenfalls nicht linear. Dementsprechend sollte ein solcher Sensor sorgfältig zusammen mit dem Kolbenarm, an welchem er zu verwenden ist, geeicht werden. Man wird verstehen, daß eine solche individuelle Eichung verhältnismäßig mühsam und teuer werden kann.
• Um die Notwendigkeit einer solchen individuellen Eichung zu vermeiden, beinhaltet die beanspruchte Anordnung eine Linearisierungsschaltung wie beschrieben.
• Die vorstehenden und auch andere Gegenstände, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nach Betrachtung der folgenden detaillierten Beschreibung der veranschaulichten Ausführungsform zusammen mit dem Verweis auf die Zeichnungen leichter offensichtlich, bei welchen:
• Fig. 1 eine perspektivische Rückseitenansicht einer Ballenformmaschine oder eines Ballenbildners ist, in Verbindung mit welchen die Erfindung vorteilhafterweise genutzt werden kann;
• Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht von vorn auf den Ballenbildner von Fig. 1, teilweise weggebrochen, ist, die weitere Einzelheiten derselben veranschaulicht;
• Fig. 3 ein Seitenaufriß, teilweise weggebrochen, ist, der ein Festigkeitselement oder einen Kolbenarm der Ballenformmaschine von Fig. 1 und 2 zeigt, in Verbindung mit welchem die Erfindung genutzt wird;
• Fig. 4 eine schematische Ansicht ist, die die Funktionsweise der Ballenformmaschine oder des Ballenbildners entsprechend der Erfindung veranschaulicht; und
• Fig. 5 eine schematische Ansicht ist, die eine Schaltung entsprechend einer bevorzugten Form der Erfindung zeigt.
• Verweisen wir jetzt auf die Zeichnungen und anfänglich auf Fig. 1 und 2, so ist eine Ballenformmaschine oder ein Ballenbildner generell mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet. Allgemein gesagt wird dieser Ballenbildner 10 in einer Richtung 11 durch (nicht gezeigte) geeignete Mittel, wie beispielsweise einen Traktor, gezogen. Eine Hauptantriebswelle 12 wird benutzt, um den Ballenbildner 10 mit Energie von der Traktor-Kraftabnahme (PTO) zu versorgen.
• In Funktion beinhaltet der Ballenbildner 10 ein vorderes oder Aufnahmeende oder eine solche Walze 15, welche Erntegutmaterial oder Heu 16 vom Feld liefert, damit es weiter zu Ballen 17 verarbeitet wird, hier so gezeigt, daß es in die Rückseite des Ballenbildners 10 eingeführt wird. Zu diesem Zweck wird das erfaßte Erntematerial vorzugsweise durch bewegliche Finger 18, welche sich in eine Eingangsrutsche 19 hinein erstrecken, zu generell einheitlichen "Chargen" oder "Schichten" aufgelöst und der Ballenformkammer 20 zugeführt.
• Die Ballenformkammer 20 umfaßt feste obere und untere Wandelemente 22, 24 und ein Paar nach innen verdichtbare gegenüberliegende Seitenwandelemente 26 und 28. Geeignete Antriebsmittel, wie beispielsweise einer oder mehrere Hydraulikzylinder 30, 30a, sind mit geeigneten Übertragungsgliedern 32 gekoppelt, um für eine relative nach innen und nach außen gerichtete Bewegung der Seitenwände 26, 28 zu sorgen, um die Breite des Heuballens 17 zu steuern. Gleichzeitig wird generell eine axiale oder Längsverdichtung des Heus in der Kammer 20 durch eine in axialer oder Längsrichtung verschiebliche Verdichtungswand oder einen solchen Kolben 34 bewirkt, welcher axial oder in Längsrichtung durch ein Paar geeignete Kolbenarme 36 angetrieben wird. Nur ein solcher Kolbenarm 36 ist in Fig. 2 veranschaulicht, weil es selbstverständlich ist, daß beide Kolbenarme im wesentlichen identisch sind.
• In Funktion werden die vorstehenden sich bewegenden Elemente der Ballenformmaschine 10 durch geeignete Kettenantriebe oder dergleichen so miteinander verbunden, daß sie von der Hauptantriebswelle 12 aus betrieben werden können. Dementsprechend werden, wenn sich die Walze 15 dreht, um das vorher geschnittene Heu 16 aufzunehmen und dies der Rutsche 19 zuführt, die Finger 18 so angeordnet, daß sie periodisch die Rutsche 19 durchqueren, um vorbestimmte Längen des Erntegutmaterials als "Schicht" oder "Charge" zu schneiden und der Ballenformkammer 20 zuzuführen. In dieser Beziehung veranschaulicht Fig. 2 den Kolbenarm und in axialer Richtung bewegliche Kolben 34 in teilweise vorgeschobener Stellung, die sich über das offene Ende 19a der Rutsche 19 erstrecken. Dementsprechend sind die Finger 18 zum unteren Ende der Rutsche 19 hin positioniert, um auf diese Weise bereitzustehen, um eine anschließende Charge der Ballenformkammer 20 zuzuführen.
• Man wird bemerken, daß der Kolbenarm 36 durch eine Kurbel 31 angetrieben wird, welche ihrerseits durch eine Welle 33 getrieben wird, die an einen Kettenrad 35 befestigt ist. Der Kolbenarm 36 ist mit Lagern 37 und 39 an entsprechenden Enden davon versehen, um diese Drehbewegung in eine Axialbewegung der Kompressionswand oder des Kolbens 34 umzuwandeln. Demgemäß kann ein geeigneter Sensor, der schematisch bei 41 veranschaulicht ist, verwendet werden, um die vorgeschobene Stellung von Fingern 18 für die Zuführung einer Materialcharge an die Ballenformkammer 20 festzustellen. Man wird verstehen, daß dann, wenn die Finger 18 auf diese Weise vorwärtsbewegt werden, dem Kolben 34 und der Kolbenarm 36 vollkommen zurückgezogen werden und sich folglich in nicht-verdichtetem Zustand befinden, damit die Schicht in die Ballenformkammer 20 eindringen kann. Wie man später sehen wird, kann das Signal dieses Sensors 41 als geeignete Anzeige für den unverdichteten Zustand von Kolbenarm 36 genutzt werden, um die Vorrichtung entsprechend der Erfindung nach jeder Verdichtung oder Belastungsmessung auf Null zu stellen.
• In Funktion ist es generell wünschenswert, eine verhältnismäßig einheitliche Dichte bei den Ballen 18 zu erhalten, die durch die Ballenformkammer 20 erzeugt werden. Dementsprechend wurde beim bisherigen Stand der Technik (siehe z. B. US-A-4 627 341) bis jetzt eine geeignete Sensoranordnung genutzt, um den Betrag der Druckkraft zu überwachen oder abzufühlen, der durch das Axial- oder Längs-Verdichtungselement oder den Kolben 34 aufgebracht wird. Eine geeignete Steuereinrichtung steuert dann die Stellung der Seitenwände 26 und 28 durch Betätigen der Zylinder 30, 30a, um auf diese Weise eine im wesentlichen einheitliche Dichte von einem Ballen 18 zum nächsten zu erhalten.
• Verweisen wir jetzt auf Fig. 3 und in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird ein neuartiger und überraschend einfacher Sensor für das Überwachen der Druckkraft oder -belastung auf den Kolbenarmen 36 und folglich die Verdichtungsbelastung in der Längs- oder Axialrichtung auf das Heu in der Ballenformkammer 20 geliefert. Wie in Fig. 3 veranschaulicht, umfaßt der Kolbenarm 36 ein längliches generell rechteckiges röhrenförmiges Element. Dieses Rohr oder röhrenförmige Element 36 beinhaltet ein Paar ähnliche Endwände 40 und 42 und vier längliche und ähnliche rechteckige Seitenwände, wie beispielsweise Seitenwand 44, welche einen generell rechteckigen Querschnitt des Rohrs oder der Kolbenarme 36 definieren. Entsprechend der Erfindung wird für einen geeigneten Signalgenerator oder Schwingkreis variabler Frequenz gesorgt, um ein Signal zu erzeugen, was sich in der Frequenz in Übereinstimmung mit der Druckkraft ändert, die auf den Kolbenarm 36 in axialer Richtung aufgebracht wird. Die Axialrichtung des Elements 36 ist zwischen Endwänden 40 und 42 definiert.
• Diesbezüglich kann das das Signal erzeugende Mittel oder der Schwingkreis 46 an dem Kolbenarm selbst oder an einer anderen geeigneten Stelle montiert sein. Dieser Schwingkreis 46 ist mit einem variablen Element in der Form einer Drahtspule 48 verbunden, welche mit einem relativ beweglichen ferromagnetischen Kernteil 50 versehen ist. Entsprechend der veranschaulichten Ausführungsform ist die Drahtspule im wesentlichen koaxial innerhalb des röhrenförmigen Kolbenarms 36 montiert und vorzugsweise mit einer Innenseite der Endwand 42 gekoppelt. Das ferromagnetische Kernelement 50 ist koaxial mittels eines länglichen Haltestangenelements 52, vorzugsweise aus Stahl, so montiert, daß das es zumindest teilweise in die Spule 48 hineinreich.
• Diese längliche Stange 52 ist vorzugsweise fest an der Oberfläche der gegenüberliegenden Endwand 40, ebenfalls koaxial zu dem röhrenförmigen Kolbenarm 36, montiert. Folglich definiert das Stangenelement 52 ein Mittel für die Halterung des ferromagnetischen Kerns koaxial innerhalb des Kolbenarms für eine koaxiale Bewegung innerhalb der Spule 48.
• Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine Quantität an elastischem Material, wie beispielsweise einem schaumgummiähnlichen Material 54, vorgesehen, um den Innenraum des Kolbenarms 36 zwischen Stahlstange 52 und den Seitenwänden 44 davon auszufüllen, um die Stange im wesentlichen koaxial fluchtend so zu halten, wie soeben beschrieben.
• Aus dem Vorstehenden kann man einschätzen, daß der Betrag an Druckkraft, die auf den Kolbenarm während der Verdichtung der Charge in der Ballenformkammer aufgebracht wird, in einer im wesentlichen, jedoch nicht notwendigerweise, linearen Beziehung zu dem Betrag an axialer Verdichtung steht, das heißt, einer Reduzierung der axialen Länge des rechteckigen röhrenförmigen Kolbenarms 36. Alternativ dargestellt kann der Kolbenarm 36 generell als ein Festigkeitselement angesehen werden, auf welches eine Belastungskraft aufgebracht wird. Folglich wird die Reduzierung bei der Länge einer gegebenen Dimension des Festigkeitselements als Reaktion auf diese Belastung oder Kraft durch die Vorrichtung der Erfindung gemessen. Noch allgemeiner gesagt, die Erfindung sorgt für ein Mittel für die Messung einer Änderung bei der relativen Verschiebung oder Stellung zwischen zwei beliebigen relativ zueinander beweglichen Punkten, beispielsweise koaxial fluchtenden Punkten bei den Endwänden 40 und 42 des röhrenförmigen Kolbenarms 36. Folglich wird sich die relative Stellung des ferromagnetischen Kerns 50 bezogen auf die Spule 48 ebenfalls um einen entsprechenden, aber wieder nicht notwendigerweise linearen damit in Beziehung stehenden Betrag ändern oder damit schwanken. Dementsprechend wird sich die Frequenz des oszillatorischen oder frequenzvariablen Signals, das durch den Schwingkreis 46, von dem die Spule 48 ein Teil ist, erzeugt wird, ebenfalls um einen entsprechenden, aber wieder nicht notwendigerweise linearen, damit in Beziehung stehenden Betrag ändern.
• Kurz unter Verweis auf Fig. 4 kann, wie vorstehend erwähnt, die Sensoranordnung entsprechend der Erfindung vorteilhafterweise mit beiden eines Paars Kolbenarmen 36, 36a verwendet werden, die gemeinsam bei einer Ballenformmaschine, wie der Maschine 10 von Fig. 1 und 2, benutzt werden. Vorteilhafterweise kann eine geeignete Steuereinrichtung, hier generell mit Bezugszeichen 51 bezeichnet, benutzt werden, um den Strom der Hydraulikflüssigkeit zu den Zylindern 30, 30a zu steuern, welche das Positionieren der Seiten 24, 26 der Ballenformkammer wie vorstehend beschrieben steuern.
• Wie gerade eben beschrieben besteht eine Anzahl nicht-linearer Beziehungen zwischen der Belastung oder Kraft, die auf den Kolbenarm 36 aufgebracht wird und der Frequenz des Signals, das durch den Schwingkreis 46 erzeugt wird.
• Vorteilhafterweise beinhaltet die vorliegende Erfindung eine Ausgabeerzeugungsstruktur, wie sie in Fig. 5 veranschaulicht ist, die auf das frequenzvariable Signal anspricht, das durch die Sensoranordnung von Fig. 3 erzeugt wird, um ein Belastungssignal zu erzeugen, welches der Druckbelastung auf dem Kolbenarm 36 entspricht. Darüberhinaus beinhaltet entsprechend der Erfindung diese Struktur ein neuartiges Linearisierungsmittel, das auf eine Vielzahl von frequenzvariablen Signalen anspricht, die als Reaktion auf eine entsprechende Vielzahl bekannter Druckkräfte entwickelt werden, die auf den Kolbenarm 36 auf gebracht werden, um ein geeignetes Linearisierungs-Steuersignal oder solche Signale zu erzeugen, um die Reaktion der vorstehenden Positionen für den speziellen Kolbenarm 36, dem sie zugeordnet sind, effektiv zu linearisieren. Folglich können dann genaue und wiederholbare Belastungsberechnungen mit Hilfe von Berechnungsmitteln der Ausgabeerzeugungsstruktur der Erfindung auf Grundlage des frequenzvariablen Signals, das als Reaktion auf Belastungen, die im Betrieb aufgebracht werden, entwickelt wird und der vorher entwickelten und gespeicherten Linearisierungs-Steuersignale vorgenommen werden.
• Vorteilhafterweise und jetzt unter speziellerem Verweis auf Fig. 5 können die vorstehenden Operationen in einfacher und wirtschaftlicher Weise durch eine geeignete Mikroprozessor- oder Mikrorechnerschaltungskomponente ausgeführt werden, die generell mit Bezugszeichen 70 bezeichnet ist. Bei der veranschaulichten Ausführungsform wird ein Mikrorechner des Typs, der generell mit 8748 bezeichnet wird, genutzt. Dieser Mikroprozessor oder Mikrorechner beinhaltet ein oder zwei geeignete programmierbare Registermittel in der Form eines Lesespeichers für die Aufnahme und Speicherung von Linearisierungsdaten oder -Informationen, die als Reaktion auf die frequenzvariablen Signale entwickelt worden sind, die als Reaktion auf bekannte Druckkräfte, die auf das Festigkeitselement oder den Kolbenarm 36 aufgebracht werden, erzeugt worden sind. Diese Linearisierungsdaten können dann zusammen mit den Oszillator- oder frequenzvariablen Signalen, die beim Betreiben entwickelt worden sind, benutzt werden, um genaue und wiederholbare Berechnungen der Axiallasten zu erzeugen, die auf den Kolbenarm 36 während des Betriebs aufgebracht werden.
• Im Betrieb kann die Linearisierungsoperation einfach und leicht bezüglich jedes Kolbenarms durch das einfache Hilfsmittels des Aufbringens einer Vielzahl bekannter Belastungen, um verschiedene Relativbewegungen oder Verschiebungen zu bewirken und das Registrieren der sich ergebenden Daten ausgeführt werden. Folglich können die aufgezeichneten Daten danach genutzt werden, um in genauer Weise Belastungen zu messen, die bei Verschiebungen aufgebracht worden sind, die sich während des Betriebs ergeben haben. Diesbezüglich kann der Mikroprozessor 70 in geeigneter Weise programmiert werden, um die Linearisierungsoperation auszuführen, oder es kann als Alternative ein anderer Prozessor oder Rechner in Verbindung mit dem Mikroprozessor 70 verwendet werden, um die Linearisierungsoperation zu bewerkstelligen.
• Zu diesem Zweck ist der Prozessor 70 mit einer Vielzahl von Eingabe/Ausgabe (I/O-)Anschlußstellen 72 und einem 8-Bit-Datenbus 74 versehen, um mit einem (nicht gezeigten) geeigneten Rechner zu kommunizieren, um die Linearisierungsoperation zu bewerkstelligen. Diesbezüglich gestattet die Verwendung eines zweiten Rechners die Nutzung eines einfacheren und verhältnismäßig billigeren Mikroprozessorbausteins 70, wie beispielsweise des vorstehend beschriebenen Typs 8748.
• Unter speziellerem Verweis auf Fig. 5 ist eine geeignete Frequenz/Digital-Wandlerschaltung zwischen die Spule 48 und den Mikrorechner oder Mikroprozessor 70 gekoppelt, um die entwikkelten Frequenz- oder Oszillatorsignale in eine digitale Form umzuwandeln, die für eine weitere Verarbeitung durch den Mikroprozessor 70 geeignet ist.
• Die Frequenz/Digital-Wandlerschaltung 76 beinhaltet ein erstes Paar Zähler 80, 82, wobei die Spule 48 über geeignete Anschlüsse des ersten Zählers 80 angekoppelt ist. Gewählte Zählausgänge 84 des Zählers 80 werden dann über eine Vielzahl von Dioden 86 mit einer Eingangsleitung oder einem Leiter 88 gekoppelt. Dieser Leiter 88 speist einen Eingang eines NOR-Gatters 90 mit zwei Eingängen, welches seinen zweiten Eingang von einem Hochfrequenz-Kristallschwingkreis 92 erhält. Der Ausgang aus diesem NOR-Gatter wird in den Zähleingang einer zweiten Zählerschaltung eingespeist, welcher bei der veranschaulichten Ausführungsform aus einem Paar sequentiell oder in Reihe geschalteter Zählerkomponenten 94 und 96 in Form integrierter Schaltungen besteht. Die Zählausgänge dieser letzteren Zähler 94 und 96 speisen geeignete I/O-Anschlußstellen des Mikroprozessors 70, die generell mit 98 bezeichnet sind.
• In Funktion umfaßt die erste Zählerkomponente 80 eine integrierte Schaltungskomponente des Typs, der generell mit CD 4060 bezeichnet ist. Zusätzlich zu einer Zählerschaltung beinhaltet diese Komponente eine Pufferschaltung, die zwischen den Klemmen "10" und "11" davon angekoppelt ist, um einen Schwingkreis mit der Spule 48 zu bilden. Diese Pufferkomponenten werden dann intern mit dem Zählerschaltungsteil der integrierten Schaltung 80 gekoppelt, um für einen Zählausgang an den Anschlüssen 84 davon zu sorgen, der der Frequenz des so gebildeten Schwingkreises entspricht. Die zusätzliche Zählerkomponente 82 ist in Reihe vorgesehen, um einen "programierbaren" Zähler mit der Zählerschaltung der integrierten Schaltkreiskomponente 80 zu bilden. Dies sorgt für zusätzliche Anschlüsse 84a, von welchen zu wählen ist, um ein geeignetes Signal zur Leitung 88 zu "programieren". Diesbezüglich kann der Arbeitszyklus des auf Leitung 88 erzeugten Signals so variiert oder skaliert werden, daß es die gewünschte Beziehung zu der durch den Schwingkreisteil 46 entwikkelten Frequenz mit sich führt.
• Dieses variable Arbeitsspielsignal taktet seinerseits über eine entsprechende Anzahl hochfrequenter Impulse von der Hochfrequenz-Oszillatorschaltung 92 am Gatter 90. Die anschließende Zählerschaltung, die aus den Zählern 94 und 96 besteht, zählt diese getakteten Durchgangsimpulse, um einen Zählwert im Parallelformat an den Mikroprozessor 70 zu liefern. Folglich ist der an den I/O-Anschlußstellen 98 gelieferte parallele Zählwert so skaliert, daß er eine vorgewählte Beziehung zu der am Oszillator 46 entwickelten Frequenz in Übereinstimmung mit der Wahl von Ausgängen 84, 84a der Zähler 80, 82 mit sich führt. Dementsprechend gestattet die Programmierung des Mikrorechners eine automatische Bestimmung der Frequenz von Oszillator 46 aus dem an den Anschlußstellen 98 erhaltenen Zählwert.
• Bei der veranschaulichten Ausführungsform wird der Nullpegel des variablen Lastspielsignals, das auf Leitung 88 erzeugt wird, genutzt, um Impulse über das Gatter 90 zu takten. Die dazwischen auftretenden logisch hohen Zustände dieses Signals werden genutzt, um dem Mikroprozessor mit Hilfe eines Puffers 97 das Ende eines Lastspiels getakteter Hochfrequenzimpulse zu signalisieren. Folglich berechnet der Prozessor die Belastung auf der Grundlage der Anzahl von Zählwerten von durch den Puffer 97 gelieferten Zwischenimpulsen, die an den Anschlußstellen 98 empfangen werden.
• Der vorstehend erwähnte Sensor 41, der mit den Fingern 18 verbunden ist, speist eine geeignete Unterbrechungs-(INT-) Anschlußstelle des Mikroprozessors 70 über eine Eingangsschaltung, die einen Operationsverstärker 99 beinhaltet, welcher mit einem später zu beschreibenden Bezugspegel Vref versehen ist. In ähnlicher Weise wird das Ausgangs-Steuersignal, das für die Steuereinrichtung 51 entwickelt wird, aus dem mit SIGNAL OUT bezeichneten Anschluß über einen ähnlichen Operationsverstärker 101 abgegeben, welcher gegenüber demselben Bezugspegel Vref arbeitet.
• Eine zusätzliche konventionelle Spannungsquelle, die einen geeigneten Spannungsregler 100 in Form eines integrierten Schaltkreises einschließt, liefert eine stabile Versorgung mit einer Gleichspannung von plus 5 Volt für dem Mikroprozessor 70 und andere Schaltungskomponenten, die bis jetzt veranschaulicht worden sind. Diese Spannungsquelle ist vorzugsweise mit einer Fahrzeugbatterie (TV BATT), beispielsweise der des Traktors, der die Ballenformmaschine zieht, gekoppelt.
• Zusätzlich wird auch ein geeigneter Gleichspannungs-Bezugspegel Vref für die geregelten plus 5 Volt durch einen geeigneten Spannungsteiler in Widerstandsform geliefert, der generell durch Bezugszeichen 102 bezeichnet wird. Diese Bezugsspannung und die geregelten plus 5 Volt Gleichspannung werden über eine geeignete Netzteilschaltung 104 an Eingänge des Mikroprozessors 70 geliefert, um den Mikroprozessor in Übereinstimmung mit konventioneller Praxis zu initialisieren.

Claims (8)

1. Ballenformmaschine mit:

- einem Paar von zueinander beabstandeten Wandelementen (26, 28), die eine begrenzte Ausstoßöffnung dazwischen bilden, durch die verdichtete Erntegutballen (17) aus der Ballenformmaschine ausgestoßen werden können, wobei die Wandelemente (26, 28) gegeneinander verschiebbar angebracht sind, um die Querschnittsabmessungen der Ausstoßöffnung zu verändern;

- Antriebsmitteln (30, 30a), die mit den Wandelementen (26, 28) funktionsmäßig gekoppelt sind, um die Einstellbewegung davon durchzuführen;

- einem Kolben (34), der auf die Ausstoßöffnung hin und von dieser weg hin- und herbewegbar ist, und zwar durch mindestens einen rohrförmigen Kolbenarm (36, 36a) zum Verdichten und schrittweisen Vorschieben aufeinanderfolgender Ladungen von Erntegutmaterial in Richtung auf die Öffnung während jedes Verdichtungshubs des Kolbens (34), wodurch ein Ballen (17) gebildet wird, dessen Dichte zumindest teilweise durch den Widerstand beim Vorschieben des Ballens (17) bestimmt wird, der durch die begrenzte Ausstoßöffnung ausgeübt wird, wobei der oder jeder Kolbenarm (36, 36a) einer Druckbelastung während des ballenbildenden Verdichtungshubs des Kolbens (34) ausgesetzt ist;

- einer elektrischen Schaltung mit mindestens einem Sensor (48, 50), der auf die Verdichtungslast auf den oder jeden Kolbenarm (36, 36a) anspricht, um ein Ausgangssteuersignal zu erzeugen, das von dem Ausmaß der Belastung abhängt; und

- einer Steuerung (51), die funktionsmäßig mit dem Antriebsmittel (30, 30a) gekoppelt ist und auf das Ausgangssteuersignal anspricht, um eine Verstellung der Wandelemente (26, 28) zu bewirken;

dadurch gekennzeichnet, daß der oder jeder Sensor ein Paar von relativ zueinander verschiebbaren elektrischen Komponenten in Form einer elektromagnetischen Spule (48) und einem ferromagnetischen Kern (50) aufweist, der in dem rohrförmigen Kolbenarm (36, 36a) angeordnet und an jeweils gegenüberliegenden Enden (40, 42) des Kolbenarms (36, 36a) befestigt ist, wobei die elektrischen Komponenten (48, 50) bei einer dazwischen erfolgenden Relativbewegung die Frequenz eines Wechselsignals verändern können, das von einem Oszillator (46) erzeugt wird, der ebenfalls in der elektrischen Schaltung enthalten ist, so daß ein mit der Frequenz veränderliches Signal erzeugt wird; und daß die elektrische Schaltung ferner eine Ausgabeerzeugungsstruktur (70) aufweist, die so angeordnet ist, daß sie das mit der Frequenz veränderliche Signal aufnehmen und das Ausgangssteuersignal erzeugen kann, das eine lineare Funktion der Druckbelastung in dem Kolbenarm (36, 36a) ist, wobei das letztere Steuersignal der Steuerung (51) eingegeben wird, um die Einstellung der Wandelemente (26, 28) zu bewirken.

2. Ballenformmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ferromagnetische Kern (50) in dem rohrförmigen Kolbenarm (36, 36a) durch eine längliche Haltestange (52) gehalten ist, die sich in dem rohrförmigen Kolbenarm (36) erstreckt, und daß eine Quantität von nachgiebigem Material (54) vorgesehen ist, um den Innenraum des Kolbenarms (36) zwischen der Haltestange (52) und den Endwänden (44) des Arms (36) auszufüllen und den Kern (50) in im wesentlichen koaxialer Ausrichtung zu der Spule (48) zu halten.

3. Ballenformmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgabeerzeugungsstruktur (70) eine Linearisierungseinrichtung aufweist, die auf das frequenzveränderliche Signal anspricht, das in Abhängigkeit von den bekannten Zusammendrückkräften erzeugt wird, die auf die Kolbenarme (36, 36a) wirken, um Linearisierungsdaten zu erzeugen, und die ein programmierbares Register aufweist, das die Linearisierungsdaten aufnimmt und speichert; und daß die Linearisierungsdaten zusammen mit den frequenzvariablen Signalen, die während des Betriebs der Ballenformvorrichtung abgeleitet wurden, verwendet wurden, um die Axialbelastungen zu berechnen, die während des Betriebs auf den Kolbenarm (36, 36a) aufgewendet werden, und um das Ausgabesteuersignal zu erzeugen, das an die Steuerung (51) gelegt wird.

4. Ballenformvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgabeerzeugungsschaltung einen digitalen Mikroprozessor (70) aufweist, und daß die elektrische Schaltung ferner eine Frequenz/Digitalwandlerschaltung (76) besitzt, die zwischen die elektromagnetische Spule (48) und den Mikroprozessor (70) geschaltet ist.

5. Ballenformvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandlerschaltung (76) eine Pufferschaltung aufweist, die die Oszillatorschaltung (46) mit der Spule (48) bildet, und daß ein Zähler (80) von der Oszillatorschaltung gespeist wird, um ein Ausgabesignal von veränderlicher Taktfrequenzzählung zu liefern, das der Frequenz der Oszillatorschaltung entspricht.

6. Ballenformvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandlerschaltung (76) ferner einen zusätzlichen programmierbaren Zähler (82) aufweist, der Anschlüsse (84a) besitzt, von denen der Arbeitszyklus des Zählungsausgabesignals verändert oder skaliert werden kann, um eine gewünschte Beziehung auf die von der Wandlerschaltung (76) abgeleiteten Frequenz zu bilden.

7. Ballenformvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Schaltung ferner aufweist:

- eine Hochfrequenz-Oszillatorschaltung (92), - ein NOR-Gatter (90) mit zwei Eingängen, von denen ein Eingang mit ausgewählten Zählerausgaben (84) von der Wandlerschaltung (76) und der andere Eingang von der HF-Oszillatorschaltung (92) gespeist wird, um gegatete Impulse am Ausgang des NOR-Gatters (90) zu liefern, und

- eine weitere Zählerschaltung (94, 96), die von dem Ausgang des NOR-Gatters (90) gespeist wird, um die hindurchgelassenen Impulse zu zählen und eine Zählung in Parallelform an den Mikroprozessor (70) zu legen, wodurch die an den Mikroprozessor (70) gelieferte parallele Zählung skaliert wird, um eine vorgewählte Beziehung zu der an der Wandlerschaltung (46) entwickelten Frequenz darzustellen.

8. Ballenformvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwei-Eingänge-NOR-Gatter (90) so angeordnet ist, daß das Nullniveau oder das niedere Niveau des Signals mit veränderlicher Wiederholfrequenz hindurchgelassen wird und daß die elektrische Schaltung ferner einen Zwischenspeicher (97) aufweist, um dem Mikroprozessor (70) das Ende eines Zyklus von gegateten HF-Impulsen anzuzeigen, wobei der Mikroprozessor (70) so eingestellt ist, daß er die Last in dem oder jedem Kolbenarm (36, 36a) basierend auf einer Anzahl von Zählungen berechnet, die von dem Mikroprozessor (70) zwischen den vom Zwischenspeicher (97) aufgenommenen Impulsen aufgenommen werden.