Machine and method for bundling plant stem

本発明は、植物の茎を束ねるための機械及び方法に関し、かかる機械のためのグリッパーに関する。 より詳細には、本発明は、請求項１の前置き部分による機械に関する。

オランダ国特許第１００９０９１号は、植物の茎を集めて束にするための機械を開示する。 この機械は、一対のローラーとフレキシブルバンドとを利用する。 植物の茎は、厳密な機械的な取り扱いを再現することのできない天然の産物である。 フレキシブルバンドは、植物の茎が柔軟に受けられることを可能にする。 ループが一対のローラーの一方の側に突出するように、フレキシブルバンドは両端がローラー間を通るループを形成する。 使用中、植物の茎は、このループ内に集められる。 植物の茎はローラー間に導かれ、その後、ローラーの回転運動が、ローラー間につかまれた植物の茎を運び、それらをループの中に押し込む。

ローラーの外側に突出するループ内のフレキシブルバンドの長さが、植物の茎を取り囲むのに必要な長さよりも長くならないように、フレキシブルバンドの両端はばねで引っ張られる。 かくして、集めた茎は、ループによって取り巻かれ、また、ローラーに抗して引張られる。 その結果、茎がループから落ちることはない。 十分な茎が集められると、ローラーは移動して離れ、同時に、ローラー間を通るフレキシブルバンドの部分は、ローラーと一緒に離れる。 その結果、ループが開き、束ねた茎を取り出すことができる。

束が、取り出されるときに、再び離れて落ちるのを防ぐのなら、ループが開く前に、植物の茎を縛ることが望ましい。 しかしながら、その場合、束がフレキシブルバンドによって引張られることに抗うローラーが邪魔になり、或いは、少なくともローラーの回転軸が邪魔になる。 かくして、移動することなく、束を一緒に縛ることは、可能であるとしても困難である。 移動は、束の中の茎が互いに他に対してずれる危険性を伴う。

本発明の一つの目的は、植物の茎を一緒に縛るためにより多くの自由を与え、茎が互いに縛られるときに、互いに他に対して移動することの危険性を低下させ、植物の茎を縛るための機械を提供することにある。 特に、更なる目的は、茎が縛られるときに、互いに他に対して弛み、及び／又は回転し、及び／又は離れて落ちる可能性を妨ぐことにある。

本発明による機械は、請求項１の特性を特徴とする。 茎を受け入れるために、バンドが、ローラーの後でそのバンドを持ち上げるグリッパーのフィンガーの間に配置される。 その結果、グリッパーは、閉じた後、ローラーから離れるように移動することができ、同時に、フィンガー及びバンドは、茎が抜け落ちることがないように、茎を保持する。 バンドのループが実際にフィンガーの間に形成されるので、実際、束を形成しながら、バンドがローラー間を通る必要はない。

したがって、好ましくは、フィンガー及びバンドが回転軸を取り囲むことなく、バンドは、グリッパーの全体に配置される。 しかしながら、本発明から逸脱することなく、このバンドが、グリッパーがローラーから離れるように移動するのを過度に邪魔しない限り、フィンガーの間で張力をかけられないバンドの両端を、依然として、ローラー間に通すことも有り得る。

機械は、好ましくは、グリッパーとローラーを受入れ位置と縛り位置との間で互いに他に対して移動させるための移動機構を有する。 受入れ位置では、ローラーによって運ばれる茎がフィンガーの間のバンドで受けられるように、フィンガーの間で張力をかけられるバンドの部分は、一対のローラーの回転軸を通る平面の放出側に置かれる。 縛り位置では、バンドを有するフィンガーは受けた茎を取り囲み、同時に、茎は、受入れ位置に比べて、ローラーからより遠くに置かれる。 かくして、ローラーからの邪魔なく、茎を束にして一緒に縛ることができる。

本発明による機械の実施形態では、グリッパーは、間に更なるフレキシブルバンドを延ばす更なる一対のフィンガーを有し、茎を受け入れるための受入れ位置でローラーを受け入れるために、一対のフィンガーと更なる一対のフィンガーとの間に空間を有する。 かくして、茎がグリッパー内で傾くことなく供給されることを保証することができる。

本発明による機械の一つの実施形態はリップを有し、茎は、ローラー間を搬送後、リップで押されてローラーから離れる。 その結果、茎がフレキシブルバンド内に押し込まれた後、茎は、ローラーと接触したままでない。 これは、ローラーが茎を傷つける回転運動の危険性を低減させる。 更なる損傷の危険性なく、幾つかの茎を搬送する間、ローラーを恒久的に回転させることさえ可能である。

本発明による機械の別の実施形態は、グリッパーにバンドアップホルダーを有する。 バンドアップホルダーは、結果として、束ねられている茎が互いに他に対して不揃いな高さで束になることがある、バンドのグリッパー内での弛みを阻止する。

もう一つの実施形態では、グリッパーは、開口と、ローラーについては固定的に取り付けられた停止部によって動作される閉鎖機構と、を有する。 かくして、簡単な方法で、閉鎖機構は、束がローラーから離れるように移動されるときに、確実にグリッパーを閉じる。 好ましくは、グリッパーは、一つのフィンガーが押されて開けば、その開動作が他のフィンガーに伝達される伝達装置を有する。 かくして、丈夫な開閉機構が得られる。

植物の茎を束ねるための機械及び方法のこれら及び他の目的及び利点は、図面を参照して、より詳細に説明される。

図１は、植物の茎を束ねるための機械の部分の上面図を概略的に示す。 一対のローラー１０及びグリッパー１１が図示される。 ローラー１０は、図面の平面に垂直な、互いに平行な回転軸を有する。 グリッパー１１は、フィンガー１２、フレキシブルバンド１４及び板ばね１６を有する。 フィンガー１２及び板ばね１６の第一端は、アーム１９上に取付けられる。 フレキシブルバンド１４は、板ばね１６の両端の間を横切り、フィンガー１２の端の開口１８の間を本質的に自由に横切っている。 グリッパー１１は受入れ位置に示され、受入れ位置では、フィンガー１２の両端間を抜けているフレキシブルバンド１４の部分が、ローラー１０が接触している位置に向かい合って置かれている。 この受入れ位置では、フィンガー１２の端は、図面の見る方向で見て、ローラーの下方又は上方に、部分的に置かれる。

運転中、グリッパー１１は、（図１に示すように）茎が供給されて互いに束を形成する受入れ位置になる。 グリッパー１１は、束の全ての茎を受け入れると、ローラー１０から離れ、巻線が茎の束の周りに提供される縛り位置まで移動される。

（図１に示す）受位置では、ローラー１０は、少なくとも茎が供給されているときには、回転している（回転の向きは、図１に矢印で示される。）。 グリッパー１１のフィンガー１２は、開口１８を包含しているフィンガーの両端が離れている開位置にある。 板ばね１６は、フレキシブルバンド１４を緊張状態に保つ。 グリッパー１１は、ローラー１０に対してそのように位置決めされるので、ローラーによって運ばれた茎はフィンガー１２の端の間でバンド１４に押し込められる。 茎は一つずつローラー間に導かれ、茎は、ローラー１０の間につかまれながら、ローラー１０の回転によって運ばれ、その結果、茎はフィンガー１２の間でフレキシブルバンド１４に押し込められる。 より多くの茎が供給されるのに従って、フレキシブルバンド１４は、フィンガー１２の間で更に押される。 より多くの茎がグリッパー１１内に押し込められるに従って、フレキシブルバンド１４のますます大きい部分が、フィンガー１２間の開口１８の間にあるように、板ばね１６が撓む。

図２は、グリッパー１１内の茎の束を示す。 ここでは、グリッパー１１は、フィンガー１２の両端が少なくとも実質的に互いに当接する閉位置にある。 束にすべき全ての茎がグリッパー１１内にあるとき、グリッパー１１を閉位置に持ってくる。 これは、フィンガー１２の両端を互いに他の方に移動させることによって行われる。 グリッパー１１の閉鎖後、グリッパー１１を縛り位置に移動する。 縛り位置では、茎を互いに縛り、その後、グリッパー１１を開いて、縛った茎をグリッパー１１から取り出す。 つぎに、次の束の茎を受け入れるために、グリッパー１１を再び受入れ位置に持ってくる。

本発明は、図１及び図２に示すグリッパー１１の実施形態に限定されない。 かくして、例えば、板ばね１６を、フレキシブルバンド１４を引張るための異なる機構によって、例えば、フレキシブルバンド１４の端における一つ以上の引きばねによって置き換えてもよいし、或いは、フレキシブルバンド１４を弾性的に伸びる材料で作ってもよい。 また、フレキシブルバンド１４の一端だけの板ばねで十分な場合も有り得る。 開口１８は、好ましくは、グリッパーの閉鎖中、互いの方に移動されるフィンガー１２の両端又はその近くに配置されるが、開口がこれら両端から更に離れた状態で作動することができることは明らかである。

柔軟なフレキシブルバンド１４が、束の周囲の形状、及び茎相互の位置とは無関係に、茎２０の束を自由に取り囲むようになることがより明らかになるであろう。 そのために、本発明の意味において、フレキシブルバンドは、図１の平面内の茎によって押し続けられるように、柔軟であることが必要である。 他の方向、例えば、図１の平面に垂直な方向における柔軟性は必要ないが、勿論、使用されるフレキシブルバンドの種類に内在してもよい。 これは、例えば、伸縮性のバンドによって、又は、適切な方向で十分に柔軟な板ばねによって実現することができる。

茎の供給されるローラー１０の表面が、茎を通過させるのに必要な程度まで、茎によって押されて離れるように、ローラー１０又は少なくともその周囲は、好ましくは、弾力性の材料で作られる。 ローラー１０は、茎が通過していなければ、互いに接触するように取り付けられ、ローラー１０はまた、茎が、輸送中、ローラー１０の間でつかまれている間は、ある距離だけ離れて取り付けられる。 本発明は、弾性ローラーに限定されない。 変形例として、例えば、ローラー１０の回転軸をばね式で取付けてもよい。 原理的には、ただ一つのローラーだけが撥ねることが必要であり、また、茎の弾性が、茎がローラー間につかまれるのに十分であるならば、ばね無しで作動することさえ可能である。

さらに、束ね装置は、好ましくは、ローラー１０を回転させる駆動機構と、グリッパー１１をローラー１０から離して移動させるための駆動機構とを有する。 ローラー１０の両方とも駆動されるのがよいが、原理的には、単一のローラー１０を駆動すれば十分である。 これらの駆動機構は、いかなる更なる発明なしでも、当業者によって実現され得るので、これらの駆動機構はこれ以上説明されない。

図３は、機械の更なる実施形態を、受入れ位置における概略破断側面図に示す。 ローラー１０とフィンガー１２の部分とが、フレキシブルバンド１４の部分がフィンガー１２の間に延びた状態で示される。 ローラー１０は回転軸３０に取り付けられる。 この実施形態では、二セットのフィンガー１２を有し、そのセットはローラー１０の相互に反対側に配置される。 各セットについて、グリッパー１１は、図１を参照して説明したように、フレキシブルバンド１４を有する。 ローラー１０の両側に、異なるセットのフィンガー１２を使用することによって、茎のより信頼できる取り入れが得られる。 しかしながら、茎の種類及びフィンガー１２の厚さにより、或る状況下では、単一セットのフィンガー１２で十分である。

図４は、機械の実施形態の上面図である。 この実施形態では、本質的に自由に回転するホイール４２を有するリップ４０が加えられる。 ホイール４２がばね力によって互いに他の方に押されるように、リップ４０は弾性的に取り付けられ、或いは、リップ自身が弾性であり、そして、リップ４０は、ローラー１０の回転軸３０をも取り付けられるフレーム（図示せず）と連結される。

リップ４０及びホイールは、ローラー１０の間に供給される茎を受け、また、茎を実質的に押してローラー１０から離すのに役立つ。 ローラー１０によって駆り立てられた茎は、それによって、ホイール４２を押して離し、そして、茎が押されてホイール４２の間を実質的に遠ざけた後、ホイール４２は、リップ４２の弾性作用の影響下で、茎をローラー１０から更に離す。 処理中、ホイール４２は、茎が引き留められない程度に、自由に回転する。 リップ４０は、茎がローラーから離れて保持され、且つ傷つけられないようにし、ローラー１０の作用によって移動せず、或いは回転しない。

リップ４０の位置は、ホイール４２がこの効果を有するように選択された。 この目的のために要求されるローラー１０に対する位置決めは、機械で処理される茎の直径に依存する。 一方、ローラー１０は、ホイール４２が茎を更に押しやる地点を越えて、茎を進めらることができなければならない。 他方、ホイール４２は、ローラーが依然として茎と接触することができる地点を越えて、茎を押ように位置決めされなければならない。

リップ４０の端に、ホイール４２は取り付けられるけれども、押す作用を異なる方法で、例えば、少なくとも丸みに隣接して平滑であるリップの丸み付けによって、得ることもできることは明らかである。 実質上自由に回転するホイール４２は、茎の損傷の危険性をより少なくする利点を有する。

更に言えば、リップ４０の使用は、グリッパーと組み合わせた使用に限定されないことは明らかである。 また、茎が異なる方法で受けられる場合には、バンドがローラー１０の間を通過していても、リップ４０は、ローラー１０と接触し続けることによる茎の損傷を防止するのに役立つ。 したがって、ローラー１０は、束の別々の茎を通過させながら、恒久的に回転することができ、機械の設計をかなり簡単化する。 グリッパー１１と組み合わせでは、特に、リップ４０の（特に、ホイール４２の）丸みがローラー１０の丸みよりも小さければ、リップ４０が茎をバンドによりよく押し込むため、リップ４０は著しく有利である。

図５は、グリッパー１１の更なる実施形態の上面図を示す。 この実施形態では、アップホルダーが、フィンガー１２の間のフレキシブルバンド１４を支持するために加えられている。 アップホルダーは、一例として、アーム１９に取り付けられる固定部分５２と、フレキシブルバンド１４に固着され、且つ、固定部分５２に摺動可能に嵌め込まれた伸長可能な部分５４と、を含んで設計され、その結果、可動部分５４は、フレキシブルバンド１４の移動と共に一方向に往復運動することができる。

アップホルダーは、茎が不揃いな高さの束になることがあるフレキシブルバンド１４の弛みの可能性を阻止する。 勿論、これは常に必要ではなく、フレキシブルバンド１４の弛みの許容量、茎の直径、及び形成されるべき束の大きさ及び重さ等に依存するが、全方向に柔軟である薄いバンドをしようするとき、アップホルダーは有用で有り得る。

当然、発明は、図示したアップホルダーに限定されない。 かくして、アップホルダーを、例えば、互いに向かい合ったフィンガー１２内のスロット（図示せず）内に摺動可能に配置され、且つ、フィンガー１２の間の中央でフレキシブルバンド１４と連結される固い要素として設計することができる。 より多くの茎がフレキシブルバンド１４内に押し込まれるに従って、要素は、グリッパー１１内で更に後方に摺動し、それにより、要素自身がフィンガー１２で指示され続ける間、フレキシブルバンド１４を支持する。

図６は、フィンガー１２を開閉するための機構を示す。 この機構は、一対のギヤホイール６０、係合要素６２、停止部６４及び一対のばね６６からなる。 ギヤホイール６０の軸はアーム１９に取り付けられ、フィンガー１２はギヤホイール６０に連結され、ギヤホイール６０は噛み合い、その結果、フィンガー１２の一つによるギヤホイール６０の回転によって、反対側のフィンガーを反対方向に回転させる。 係合要素６２に働く横方向の力がギヤホイール６０に結合をもたらすように、係合要素６２はそれぞれのフィンガーの一つに取り付けられる。 停止部６４は、ローラー１０が取り付けられるフレーム（図示せず）に連結される。

運転中、グリッパー１１がローラー１０の方に移動されるとき、停止部６４は係合要素６２と接触する。 その結果、停止部６４は力を係合要素６２に及ぼし、それによって、係合要素６２が取り付けられたフィンガー１２が回され、その結果、フィンガー１２の間のあごが開く。 ギヤホイール６０は、一方のフィンガーの回転を他方のフィンガーに伝達する。

グリッパー１１がローラー１０から離れると、係合要素６２にかかる力が取り除かれる。 そのような状況下では、ばね６６は、再び互いに抗って、フィンガー１２の端を押す。

フィンガー１２の幾つかのセットが使用される場合、一つのフィンガーを押し開けることによって、他の全てのフィンガーが一緒に押し開けられるように、連続するフィンガーを各々ギヤホイール６０に結合することができる。

図示した閉鎖機構は、簡単な方法で、フィンガー１２が適当な時間に開閉して、束を形成して保持することを保証するという利点を有する。 しかしながら、本発明から逸脱することなく、他の閉鎖機構、例えば、マイクロスイッチの制御かのモータードライブ、又は、これもグリッパー１１の動きを制御するマイクロコンピューターを有する機構を使用することができる。 フィンガー１２の両方を、例えば、両フィンガー１２上の係合要素６２、及び両フィンガー上のばね６６で駆動することができるが、原理的には、単一のフィンガー１２を駆動すれば、グリッパー１１のフィンガー１２を開閉するのに十分である。

束ね機械の上面図を示す。

閉じたグリッパー内の茎の束を示す。

グリッパー及び一対のローラーの側面図である。

ホールドオフリップス付きの一対のローラーを示す。

バンドアップホルダー付きのグリッパーを示す。

開閉機構付きのグリッパーを示す。

符号の説明

１０ ローラー １１ グリッパー １２ フィンガー １４ フレキシブルバンド １６ 板ばね １８ 開口 １９ アーム ３０ 回転軸 ４０ リップ ４２ ホイール ５２ 固い部分 ５４ 伸長可能な部分 ６０ ギヤホイール ６２ 係合要素 ６４ 停止部 ６６ ばね