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Die
Erfindung betrifft eine verfahrbare Faserflocken-Abtragvorrichtung, die in einer Öffnervorrichtung
zum Abtragen von Faserflocken abgepressten Faserballen, beispielsweise
Baumwoll- oder Cellulosefaserballen, verwendet wird.
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Die Öffnervorrichtung
weist schnell drehende Öffner- bzw. Abtragwalzen
auf, die mit Zahnscheiben oder Nadeln versehen sind, welche mit
einem Rost zusammenwirken, dessen Roststäbe zwischen den Öffnerscheiben
oder Nadeln angeordnet sind. Die Öffnervorrichtung bewegt sich
entlang der Oberseite der stationären Faserballen und trägt Faserflocken
ab.
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Bei
einer bekannten Öffnervorrichtung
sind die parallelen Achsen der Öffnerwalzen
in bezug aufeinander horizontal ausgerichtet. Während des Vorwärts- und
des Rückwärts-Durchlaufs
dringen die Öffnerwalzen
beim Abtragvorgang gleich tief in die Faserballenoberfläche ein.
Die Öffnerwalzen
drehen in einander entgegengesetzte Richtungen und zwar so, dass
die Umfangspartien der Öffnerwalzen
sich im Bereich der Faserballen aufeinander zu bewegen. Bei einer
derartigen Ausführung
ist nachteilig, dass die beiden Öffnerwalzen,
wenn sie beim Abtragvorgang in eine bestimmte Richtung verfahren
werden, unterschiedliche Mengen Faserflocken von den Faserballen
abtragen (die eine Öffnerwalze
dreht in Fahrrichtung und die andere entgegengesetzt dazu).
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In
der
US 51 367 53 A wie
auch in der
US 4,928,354
A wird eine schwenkbare Höheneinstellung der beiden Öffnerwalzen
vorgeschlagen; jedoch werden die beiden Walzen als Einheit in einer
senkrechten Ebene verschwenkt, das heißt, eine Schwenkverstellung
der einzelnen Walzen ist nicht möglich.
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Die
GB 946,333 A offenbart
einen Ballenöffner
mit einer Reihe parallel angeordneter Öffnerwalzen, wobei die Faserballen
unter den Öffnerwalzen hindurchbefördert werden.
Jede Öffnerwalze
ist einzeln senkrecht linear verstellbar. In Richtung der Relativbewegung
der Walzen bezüglich
der Faserballen betrachtet, befindet sich jede Walze auf einer höheren Lage
als die ihr nachfolgende Walze.
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Durch
die
DE 89 08 276 U1 sind
als Ausführungsform
Einstellmittel für
die vertikale Verlagerung mindestens einer Öffnerwalze vorgesehen. Als
Einstellmittel sind Pneumatikzylinder vorgesehen, an deren Kolbenstangen
die Öffnerwalzen
vertikal und unabhängig
voneinander bewegt werden können.
Jedoch findet sich in dieser Ausführungsform für den Fachmann
kein Hinweis, wie eine Verringerung der linearen Einstellkräfte erreicht
werden kann.
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Es
ist eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Öffnervorrichtung
der oben umschriebenen Art zu schaffen, welche dank einer unabhängigen Schwenkverstellung
der einzelnen Abtragwalzen sicherzustellen vermag, dass die entgegengesetzt
drehenden Abtragwalzen im Verlauf von Öffnerdurchlaufen in beide Bewegungsrichtungen
des Ballenöffners gleichzeitig
dieselbe Menge Faserflocken von den Faserballen abtragen und welche
einfacher aufgebaut ist und mit im Vergleich zu linearen Einstellmechanismen
kleineren Kräften
arbeitet.
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Diese
Aufgabe, sowie weitere, aus der nachfolgenden Beschreibung klarwerdende
Aufgaben, werden gelöst
durch die Erfindung, wie sie in Patentanspruch 1 definiert ist.
Kurzgefasst umfasst demgemäß die verfahrbare
Faserflocken-Abtragvorrichtung zur Abnahme von Faserflocken ab der
Oberseite von stationär
gelagerten Faserballen in Gehäuse; erste und
zweite, mit Zähnen
versehene, parallele Abtragwalzen, die in dem Gehäuse angeordnet
sind; erste und zweite Schwenkrahmen, welche die erste beziehungsweise
zweite Abtragwalze tragen; eine Schwenkachse zur schwenkbaren Halterung
der Schwenkrahmen am Gehäuse
derart, dass eine Schwenkbewegung jedes Schwenkrahmens in bezug
auf das Gehäuse
in einer im wesentlichen senkrechten Ebene ermöglicht ist; und erste und zweite Verstellorgane,
die am ersten beziehungsweise zweiten Schwenkrahmen sowie am Gehäuse angelenkt sind,
um getrennt einstellbare Verstellkräfte auf den jeweiligen Schwenkrahmen
auszuüben,
wodurch die Höhenlage
der Abtragwalzen in bezug aufeinander einstellbar ist, um während des
Abtragvorgangs ein unterschiedlich tiefes Eindringen der Abtragwalzen
in die Faserballenoberfläche
zu bewirken.
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Die
erfindungsgemässe
Vorrichtung ist insbesondere vorteilhaft ausgebildet für einen
Abnahmevorgang von Faserflocken, bei welchem sich die führende Öffnerwalze – in Bewegungsrichtung
des Ballenöffners
gesehen – in
einer tiefere Lage befindet als die nachfolgende Öffnerwalze.
Eine derartige gegenseitige Stellung sorgt dafür, dass die führende Walze
tiefer in das Fasermaterial eindringt als die nachfolgende Walze,
wodurch die führende
Walze eine grössere
Menge Faserflocken abträgt
als dies der Fall wäre,
wenn sie sich auf derselben Höhe
wie die nachfolgende Walze befände.
Infolge ihrer Drehrichtung trägt
die führende
Walze weniger Material ab als die nachfolgende Walze, weshalb eine
tiefere Stellung der führenden
Walze einen Ausgleich der durch die führende Öffnerwalze einerseits und durch die
nachfolgende Öffnerwalze
andererseits abgetragene Menge bewirkt. Dank einer getrennten Einstellbarkeit
der beiden Abtragwalzen lässt
sich ein vollständiger
Ausgleich der abgetragenen Fasermengen erreichen.
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Es
ist ein weiterer Vorteil der Erfindung, dass die Hub- oder Aufhängkraft,
welche im Verstellorgan zum Halten der Öffnerwalze benötigt wird,
in Anbetracht der Hebelarmbeziehungsweise Drehmomentverhältnisse
zwischen dem Gewicht der Öffnerwalze und
der Aufhängkraft
des Verstellorgans bezüglich der
Schwenkachse des Schwenkrahmens kleiner sein kann als das Gewicht
einer solchen Öffnerwalze.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung
beschrieben.
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Die
Figur zeigt eine schematische Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung.
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Das
in der Figur dargestellte Ausführungsbeispiel
kann in einem verfahrbaren Ballenöffner integriert sein, beispielsweise
im Modell BLENDOMAT BDT der Firma Trützschler GmbH, Mönchengladbach,
Deutschland. Faserballen 1 lagern frei auf dem Boden und
sind in einer Reihe angeordnet, entlang welcher ein Ballenöffnerwagen
auf Schienen (beide nicht abgebildet) hin- und herfährt. Der
Ballenöffner weist
eine vertikal verschiebbare, gesamthaft mit DD bezeichnete Abtragvorrichtung
auf. Diese umfasst im wesentlichen ein Gehäuse 2, zwei (je eine
Anzahl Roststäbe
aufweisende) Roste 3 und 4, die bei 3a beziehungsweise 4a am
Gehäuse 2 angelenkt
sind, zwei schnell drehende Abtrag- bzw. Öffnerwalzen 5 und 6 sowie
einen Absaugkanal 7 zum Abführen der von der Oberseite
der Faserballen abgenommenen Faserflocken mittels eines Saugstroms
V. Während des Abtragvorgangs
der Faserflocken bewegt sich die Abtragvorrichtung DD entweder in
Richtung A (Vorwärts-Durchlauf)
oder in Richtung B (Rückwärts-Durchlauf).
Die Roste 3 und 4 sind so angeordnet, dass ihre
Roststäbe
sich in die Zwischenräume zwischen
axial beabstandeten Zähnen 5a, 6a einer Reihe
Scheiben der Walzen 5 und 6 erstrecken. Die Roste 3 und 4 liegen
auf der Faserballenoberseite 1a auf und bilden somit eine
Niederhaltevorrichtung.
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Die
mit Pfeilen C und D bezeichnete Drehrichtung der Abtragwalzen 5 bzw. 6 ist
im Bereich der oberen Faserballenfläche 1a der Faserballen 1 nach innen
gerichtet. Im Betrieb bewegt sich die Abtragvorrichtung DD zusammen
mit den Abtragwalzen 5 und 6 über den freistehenden Faserballen 1 hin-
und her, während
die Zähne 5a, 6a der
Abtragwalzen 5 und 6 durch die Zwischenräume der
Roste 3 und 4 hindurchgreifen und in die Oberseite
der Faserballen eindringen. Die von der oberen Faserballenfläche 1a der
Faserballen 1 abgelösten
Faserflocken werden durch die Abtragwalzen 5 und 6 nach
innen geworfen und gelangen unmittelbar in den Saugstrom V, mittels welchem
sie durch den Absaugkanal 7 befördert und vom Ballenöffner in
bekannter Weise zwecks Weiterverarbeitung abgeführt werden.
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Jede
der Öffnerwalzen 5 und 6 ist
mit einer eigenen Höhenverstelleinrichtung,
gesamthaft mit 10 bzw. 11 bezeichnet, versehen.
Die beiden Höhenverstelleinrichtungen 10 und 11 sind
identisch aufgebaut; im folgenden wird die Höhenverstelleinrichtung 10 genauer
beschrieben.
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Die Öffnerwalze 5 weist
eine Welle 5b auf, die drehbar in einem Schwenkrahmen 12 gelagert
ist. Der Schwenkrahmen 12 ist mit einer Schwenkwelle 13 am
Gehäuse 2 so
befestigt, dass er, wie mit einem Pfeil E angedeutet, in einer senkrechten
Ebene schwenkbar ist. Ein Verstellorgan 14 ist an seinem
einen Ende über
ein Gelenk 14a schwenkbar am Gehäuse 2 und an seinem
anderen Ende über
ein Gelenk 14b schwenkbar am Rahmen 12 angebracht. Das
Verstellorgan 14 kann beispielsweise von der Art eines
Schraub- oder Spindelantriebs sein oder einen Antriebszylinder umfassen,
um eine Verstell- und Haltekraft auf den Rahmen 12 entlang
einer die Gelenke 14a und 14b verbindenden Linie
auszuüben. Die
Kraft bewirkt ein Drehmoment um die Achse 13a der Schwenkwelle 13;
dieses Drehmoment ist das Produkt aus der vom Verstellorgan 14 ausgeübten Kraft
und dem Abstand (Wirkabstand) der Wirklinie dieser Kraft von der
Achse 13a. Dieser Abstand entspricht dem Abstand a zwischen
der Achse des Gelenks 14b und der Achse 13a, vorausgesetzt
die Richtung, in welche die vom Verstellorgan 14 ausgeübte Kraft
wirkt, steht senkrecht zur Geraden von 13a nach 14b.
Somit wird der Rahmen 12 und mit ihm die Öffnerwalze 5 im
Uhrzeigersinn um die Achse 13a verschwenkt und folglich
die Öffnerwalze 5 angehoben,
wenn das Verstellorgan 14 eine Zugkraft auf den Rahmen 12 ausübt. Umgekehrt
führt eine
Verringerung der Haltekraft durch das Verstellorgan 14 dazu, dass
der Rahmen 12 und die Öffnerwalze 5 aufgrund ihres
Eigengewichts im Gegenuhrzeigersinn um die Achse 13a verschwenkt
werden, wodurch die Öffnerwalze 5 gesenkt
wird. Demzufolge kann die Kraft, die im Verstellorgan 14 benötigt wird,
um den die Walze tragenden Rahmen 12 im Gleichgewicht zu
halten kleiner sein als das Gewicht der Öffnerwalze: diese Kraft-Gewicht-Beziehung
ist im wesentlichen bestimmt durch das Verhältnis b:a, wobei b der Abstand zwischen
der Achse 5c der Welle 5b und der Achse 13a der
Schwenkwelle 13 ist.
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Die
gleich wie die Höhenverstelleinrichtung 10 aufgebaute
Höhenverstelleinrichtung 11 ist
gegenüber
jener in spiegelverkehrter Weise montiert, sodass die Schwenkwelle 13 der
Höhenverstelleinrichtung 10 und
die Schwenkwelle 15 der Höhenverstelleinrichtung 11 sich
einander gegenüber
befinden, das heisst, die beiden Höhenveratelleinrichtungen 10 und 11 sind
Rücken
zu Rücken
angeordnet. Die individuelle Schwenkaufhängung der beiden Abtragwalzen 5 und 6 lässt genügend freien
Zwischenraum für,
zum Beispiel, eine gezahnte, freilaufende Andruckwalze (nicht abgebildet),
die sich parallel zu den Abtragwalzen erstreckt und die im Gehäuse 2 gehalten
ist. Solch eine Andruckwalze dringt mit ihren Zähnen in die Ballenoberfläche ein
und unterstützt die
Roste 3 und 4 beim Stabilisieren der Faserballen 1.
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Während des
Betriebs werden die Höhenverstelleinrichtungen 10 und 11,
wenn der Ballenöffner
einen Vorwärts-Abtragdurchlauf sich
in Richtung A bewegend durchführt,
so eingestellt, dass sich die Öffnerwalze 6 in
einer tieferen Lage befindet als die Öffnerwalze 5. Am Ende
des Vorwärts-Abtragdurchlaufs
wird oder werden die Höhenverstelleinrichtung 10 und/oder 11 so
umgestellt, dass die Öffnerwalze 5 tiefer
liegt als die Öffnerwalze 6,
um ein tieferes Eindringen der Öffnerwalze 5 zu
erreichen, wenn der Ballenöffner
sich beim Rückwärts-Abtragdurchlauf
in Richtung B bewegt. Die Drehrichtungen C und D der Öffnerwalzen 5 und 6 ändern sich
dabei nicht. Der Umstellvorgang der beiden Höhenverstelleinrichtungen 10, 11 kann
gegebenenfalls von einer zentralen Steuereinrichtung des Ballenöffners veranlasst
werden.
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Die
getrennte Höhenverstellbarkeit
der beiden Abtragwalzen 5 und 6 ermöglicht es,
die Höhenlage
der beiden Walzen in bezug aufeinander derart einzustellen, dass
der Abstand der einen Walze von einer waagrechten Bezugslage, welche
die Achsen der beiden Schwenkwellen 13 und 15 verbindet,
unterschiedlich zum Abstand der anderen Walze von dieser Bezugslage
ist. Dies wiederum erlaubt es, die beiden Walzen 5 und 6 in
der Höhenlage
so relativ zueinander einzustellen, dass ein vollständiger Ausgleich
der jeweils gleichzeitig von jeder der beiden Walzen 5, 6 abgetragenen
Menge Faserflocken sichergestellt ist.
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Abschliessend
sei ausdrücklich
erwähnt, dass
die vorstehend anhand eines Ausführungsbeispiels
beschriebene Erfindung selbstverständlich im Rahmen des in den
Patentansprüchen
definierten Erfindungsgedankens in mehrfacher Hinsicht abgewandelt
und angepasst werden kann.