CN106255407B - 用于农业捆包机中的填充单元的再生液压制动器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种农业捆包机(10)，其包括主捆包腔室(26)、柱塞(30)、齿轮箱(42)和填充单元(24)。柱塞(30)能够在主捆包腔室(26)内往复运动。填充单元(24)由柱塞(30)和/或齿轮箱(42)驱动，并且能够通过填充循环进行运动，以将加载的作物物料传送到主捆包腔室(26)中。农业捆包机(10)的特征在于液压制动器(50)，其与填充单元(24)相关联，并且被构造成在填充循环的一部分期间用作填充单元上的制动器。

Description

用于农业捆包机中的填充单元的再生液压制动器

技术领域

本发明涉及农业捆包机，更具体地，本发明涉及用于这样的捆包机中的填充单元的制动器。

背景技术

农业收割机(例如捆包机)用来固定和包装作物物料，以便于存储和搬运作物物料，供后续使用。在干草的情况下，割草机调节器通常用来切割和调节作物物料以用于在阳光下干燥成干草。在稻草的情况下，农业联合收割机从联合收割机的后部排出非谷物类作物物料以限定秸秆(例如小麦或燕麦秸秆)，秸秆将由捆包机拾取。切割的作物物料通常用耙子耙并进行干燥，捆包机(例如大型方形捆包机或圆形捆包机)跨越干草列并且沿着干草列行进，以拾取作物物料并使作物物料形成为捆包。

在大型方形捆包机中，在捆包机的前部处的拾取单元从地面收集被切割和耙成行的作物物料。拾取单元包括拾取辊，并且可任选地可以包括其它部件，例如侧护板、残根螺旋钻、挡风板等。

包装单元用来使作物物料从拾取单元运动到管道或预压缩腔室。包装单元在预压缩腔室内形成作物团块，该作物团块接下来被传送到主捆包腔室。(为了讨论的目的，作物物料在预压缩腔室内的加载将被称为“团块”，压缩后的作物物料在主捆包腔室内的加载将被称为“片块”)。通常，这样的包装单元包括包装齿或叉，以便将作物物料从拾取单元运动到预压缩腔室中。代替包装单元的是，还已知使用转子切割器，该转子切割器将作物物料砍削成较小的块。

填充单元将加载的作物物料团块从预压缩腔室传送到主捆包腔室。通常，这样的填充单元包括填充叉，随着柱塞在主捆包腔室内的往复运动，填充叉用来使作物物料团块从预压缩腔室运动到主捆包腔室。

在主捆包腔室中，柱塞将作物物料团块压缩成片块，以形成捆包，同时使捆包朝向捆包腔室的出口逐步前进。柱塞朝向和远离捆包机的排出端部来回往复运动。柱塞可以包括多个辊，这些辊从柱塞的侧部沿侧向向外延伸。柱塞的每一侧上的辊接纳在相应的柱塞狭槽中，柱塞狭槽形成在捆包腔室的侧壁中，在往复运动期间柱塞狭槽用以引导柱塞。

当已经添加了足够的片块并且捆包达到全(或其它预定的)尺寸时，多个打结器被致动，这些打结器在捆包仍然处于主捆包腔室中时围绕捆包缠绕和系结麻绳、绳索或类似物。切断麻绳，在形成新的捆包时，之前所形成的捆包从捆包机的后部排出。

如上所述的填充单元可以包括填充轴上的被动式制动器，以便在填充循环的最终阶段期间制动填充单元。这样的制动器可以包括盘式制动系统，其具有与填充轴同中心的一个或多个盘。填充轴在整个填充循环总是被制动的，而并不仅仅在循环的最终阶段被制动。因此，填充单元必须被驱动，不仅必须利用足够的力来驱动填充单元，而且必须利用足够的力来克服被动式制动器的制动力。因此，制动器导致额外的动力消耗并且产生热。

本领域中需要的是一种农业捆包机，其在填充循环的最终阶段期间有效地制动填充单元，但是在所有的填充循环期间不制动填充单元。

发明内容

本发明提供一种农业捆包机，其具有再生液压制动器(RHB)，该再生液压制动器在填充循环结束期间制动填充单元，同时存储液压能量以便在后续制动操作期间使用。

在一种形式中，本发明涉及一种农业捆包机，其包括主捆包腔室、柱塞、齿轮箱和填充单元。柱塞能够在主捆包腔室内往复运动。齿轮箱与柱塞联接，以用于使柱塞在主捆包腔室内往复运动。填充单元由柱塞和/或齿轮箱驱动，并且能够通过填充循环进行运动，以将加载的作物物料传送到主捆包腔室中。农业捆包机的特征在于液压制动器，其与填充单元相关联，并且被构造成在填充循环的一部分期间用作填充单元上的制动器。

本发明的优点在于提高了填充单元的效率，由此提高了捆包机的整体效率。

另一个优点在于回收制动能量，以便在后续制动操作期间使用。

另一个优点在于，本发明的液压制动器产生的热最小化。

又一个优点在于，不需要电子控制器或致动器。

附图说明

通过结合附图参考本发明实施例的以下说明，本发明的上述和其他特征及优点及其获取方法将会变得更加明显，并可更好地理解发明，其中：

图1为大型方形捆包机的内部工作方式的透视剖面图，该大型方形捆包机可以包括本发明的RHB；

图2为具有本发明的RHB的一个实施例的图1的捆包机的预压缩腔室和填充单元的侧剖视图；

图3为图1和2所示的填充单元的侧剖视图，结合有本发明的RHB的一个实施例的示意图；

图4为处于推进阶段时图3所示的RHB的示意图；

图5为处于中立阶段时图3所示的RHB的示意图；以及

图6为处于制动阶段时图3所示的RHB的示意图。

对应参考符号表明贯穿若干视图的对应部分。本文示出的范例示出本发明的实施例，不应将这种范例理解为是以任何方式限制本发明的范围。

具体实施方式

现在参考附图，更具体地参考图1，示出了透视剖面图，示出了大型方形捆包机10的内部工作方式。捆包机10在两阶段进给系统上操作。利用拾取单元12将作物物料从干草列提升到捆包机10中。拾取单元12包括具有齿16的旋转拾取辊14，这些齿使作物朝向包装单元18向后运动。可选的一对残根螺旋钻(示出了一个，但是没有进行附图标记)定位在拾取辊14上方，以使作物物料沿侧向向内运动。包装单元18包括包装齿20，包装齿将作物推入到预压缩腔室22中，以形成作物物料团块。包装齿20将作物缠绕在一起，并且将作物包装在预压缩腔室22中。预压缩腔室22和包装齿20用作作物压缩的第一阶段。一旦预压缩腔室22中的压力达到预定的感测值，填充单元24就使作物团块从预压缩腔室22运动到主捆包腔室26。填充单元24包括填充叉28，填充叉将作物团块直接推入到柱塞30的前部，该柱塞在主捆包腔室26内往复运动并且将作物团块压缩成片块。在物料团块已经运动到主捆包腔室26中之后，填充叉28返回到其初始静止状态。柱塞30将作物团块压缩成片块以形成捆包，同时使捆包朝向主捆包腔室26的出口32逐步前进。主捆包腔室26和柱塞30用作作物压缩的第二阶段。当已经添加了足够的片块并且捆包达到全(或其它预定的)尺寸时，打结器34被致动，这些打结器在捆包仍然处于主捆包腔室26中时围绕捆包缠绕和系结麻绳。针36将下部的麻绳向上带到打结器34，然后进行捆扎过程。切断麻绳，在形成新的捆包时，将之前所形成的捆包从排出槽38排出。

柱塞30经由曲柄臂40与齿轮箱42连接。通过飞轮44驱动齿轮箱42，该飞轮继而经由驱动轴46与动力输出(PTO)联接器48连接。PTO联接器48与牵引单元的后部处的PTO花键可拆卸地连接，该牵引单元为例如牵引机(未示出)。

根据本发明的一个方面，现在参考图2和3，RHB 50能够回收在填充循环的一部分期间在制动填充单元24时所使用的制动能量中的一些，然后在填充循环的下一个制动阶段期间提供该能量。一般而言，RHB 50包括液压缸组件52、阀54、液压蓄力器56和罐58。液压缸组件52被构造成具有活塞60的双向缸布置形式，该活塞能够在缸62内进行往复运动。活塞杆64在其一个端部处连接到活塞60，活塞杆的相对端部从缸62沿纵向延伸。液压缸组件52与填充单元24联接，使得在通过填充循环进行操作期间使活塞60在缸62内滑动运动。更具体地，液压缸组件52在一个端部处与填充销68连接，在相对端部处与捆包机10的框架70连接。在所示的实施例中，缸62的顶部端部与框架70连接，活塞杆64的底部端部与填充销68连接；然而，液压缸组件52的取向可以是颠倒的。

在一个位置中，阀54允许缸62的活塞头部侧与蓄力器56之间连通(在推进和制动阶段期间)，并且允许缸62的活塞杆侧与罐58之间连通，以避免气穴。在其它位置中，阀54允许将活塞60置于再生构造中(中立，没有制动力)。阀54包括与缸62的第一端部74(活塞头部侧)连接的第一端口72以及与缸62的第二端部78(活塞杆侧)连接的第二端口76。

罐58和阀54之间的第一止回阀80在推进阶段和中立阶段之间过渡期间能够避免气穴。蓄力器56和阀54之间的第二止回阀82利用孔口84管理施加到填充单元24的制动力，该孔口在推进阶段被绕过。

从填充销位于填充单元的顶部处时的上止点位置(TDC)开始(如图3所示)，RHB 50的三个主要阶段可以解释如下：

推进阶段(图4)：来自前一个循环的存储在蓄力器56内的加压液压油推靠缸62内的活塞60的头部。当存储的能量结束时，阀54切换以将活塞60置于再生构造中。在该过渡阶段期间，活塞60可以由于止回阀80而从罐58吸取油。

中立阶段(图5)：在填充循环的非制动部分期间，通过中心填充轴86(图2)驱动填充单元24而没有任何制动力。液压活塞60处于再生构造，并且可以从罐58吸取油。

制动阶段(图6)：在填充单元循环的在填充单元24到达最终行程位置之前的部分期间，填充单元24选择性地且间歇性地被制动。阀54进行切换，并且缸腔室的活塞头部侧与蓄力器56流体联接。孔口84引入制动力的动态分布，并且还使瞬态变得平滑。在两个相继的循环之间，阀54进行切换，以避免油的回流。为了具有同步系统，可以通过机械致动器88(如图3-6示意性地示出；例如，利用杠杆，原因在于机械致动适合这种类型的应用)进行阀的致动。活塞的几何结构(也就是活塞的相对两侧上的面积比)也使得推进阶段相对于制动阶段最大化。液压制动系统/原理也适合于需要多于一个的制动阶段的情况。这可以通过具体设计机械致动器杠杆以同步所有的不同阀切换相位来实现。作为另外一种选择，阀54也可以利用致动器进行控制，该致动器为电气处理回路的形式，例如控制器。

虽然已经参考至少一个实施例描述了本发明，但是在本发明的精神和范围内，还可以进一步修改本发明。因此本申请旨在涵盖采用本发明一般原理的任何变型型式、用途或适应型式。此外，本发明旨在涵盖本发明之外但在本发明所属领域的且落在所附权利要求的限制内的已知或惯有实践范围内的偏差型式。

Claims (9)

1.一种农业捆包机(10)，其包括：

主捆包腔室(26)；

柱塞(30)，所述柱塞能够在所述主捆包腔室(26)内往复运动；

齿轮箱(42)，所述齿轮箱与所述柱塞(30)联接，以用于使所述柱塞(30)在所述主捆包腔室(26)内往复运动；

填充单元(24)，所述填充单元由所述柱塞(30)和/或所述齿轮箱(42)驱动，所述填充单元(24)能够通过填充循环进行运动，以将加载的作物物料传送到所述主捆包腔室(26)中；

液压制动器(50)，所述液压制动器与所述填充单元(24)相关联，并且被构造成在所述填充循环的一部分期间用作所述填充单元上的制动器；

其特征在于，所述液压制动器(50)被构造成在所述填充循环的另一部分期间将动力传递到所述填充单元(24)。

2.根据权利要求1所述的农业捆包机(10)，其中所述液压制动器(50)被构造成选择性地且间歇性地用作所述填充单元(24)上的制动器。

3.根据权利要求1所述的农业捆包机(10)，其中所述液压制动器(50)是再生液压制动器(50)，所述再生液压制动器被构造成在所述填充循环的一部分期间进行加载。

4.根据权利要求3所述的农业捆包机(10)，其中所述再生液压制动器(50)包括液压缸组件(52)和液压蓄力器(56)，所述液压缸组件(52)包括缸(62)和往复地设置在所述缸(62)中的活塞(60)，所述液压缸组件(52)与所述填充单元(24)联接，从而在通过填充循环进行操作期间使所述活塞(60)在所述缸(62)内滑动运动。

5.根据权利要求4所述的农业捆包机(10)，其中所述农业捆包机(10)包括框架(70)，所述液压缸组件(52)包括与所述活塞(60)连接的活塞杆(64)，并且其中所述液压缸(64)与所述填充单元(24)或所述框架(70)连接，所述活塞杆(64)与所述填充单元(24)或框架(70)中的另一个连接。

6.根据权利要求4所述的农业捆包机(10)，其中所述缸(62)是双向缸，所述农业捆包机还包括阀(54)，所述阀具有第一端口(72)和第二端口(76)，所述第一端口将所述缸(62)的第一端部(74)与所述液压蓄力器相互连接，所述第二端口将所述缸(62)的第二端部(78)与罐(58)相互连接，所述农业捆包机还包括致动器，所述致动器与所述阀(54)联接并且能够操作以控制所述阀的操作。

7.根据权利要求6所述的农业捆包机(10)，其中所述致动器能够操作以控制所述阀(54)，由此所述缸(62)的第一端部(74)或第二端部(78)与所述罐(58)选择性地相互连接。

8.根据权利要求4至7中任一项所述的农业捆包机(10)，其中所述填充单元(24)包括填充销(68)，所述液压缸组件(52)枢转地连接到所述填充销(68)。

9.根据权利要求1至7中任一项所述的农业捆包机(10)，其中所述农业捆包机(10)是大型方形捆包机。