EP3536834A1 - Ballenöffner - Google Patents

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EP3536834A1
EP3536834A1 EP19158750.0A EP19158750A EP3536834A1 EP 3536834 A1 EP3536834 A1 EP 3536834A1 EP 19158750 A EP19158750 A EP 19158750A EP 3536834 A1 EP3536834 A1 EP 3536834A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
fiber
pressure element
removal
abtragarm
grate
Prior art date
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Granted
Application number
EP19158750.0A
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English (en)
French (fr)
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EP3536834B1 (de
Inventor
Lukas BRAUN
Gerhard Gschliesser
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Maschinenfabrik Rieter AG
Original Assignee
Maschinenfabrik Rieter AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Maschinenfabrik Rieter AG filed Critical Maschinenfabrik Rieter AG
Publication of EP3536834A1 publication Critical patent/EP3536834A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3536834B1 publication Critical patent/EP3536834B1/de
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    • D—TEXTILES; PAPER
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    • D01G7/00—Breaking or opening fibre bales
    • D01G7/06—Details of apparatus or machines
    • D01G7/14—Driving arrangements

Definitions

  • the invention relates to a Abtragarm for a bale opener for removing fiber flakes of fiber bales with a housing, with a removal roller and with a pressure element, and a bale opener and a method for removing fiber flakes of fiber bales with a bale opener.
  • Bale removing machines or bale openers are used to remove fibers or fiber flakes from pressed fiber bales.
  • a removal organ is moved across the fiber bales.
  • the removal member is attached to a Abtragarm, which is adjusted in height to the present fiber bales.
  • the Abtragarm in turn is held on a Abtragturm.
  • the ablation tower allows the ablation element to be moved over the ablated surface of the fiber bales.
  • the removal tower is arranged on a chassis or a bogie. With a chassis, which is usually performed on rails, can be driven along a row of bales. If the fiber bales are arranged in a circle around the removal tower, the removal tower is arranged on a bogie.
  • a combination of landing gear and bogie is when fibers or fibrils are removed in one direction from a first row of fiber bales and in the opposite direction from a second row of fiber bales.
  • the bale opener is at the beginning of processing lines in a spinning preparation (processing) for the processing of fiber material, such as cotton or synthetic fibers or mixtures thereof, and has a decisive influence on the continuity of the processes within the spinning preparation.
  • the fiber material delivered in bales is removed from the bales by removing fiber flakes and transferred to a pneumatic transport system.
  • the pneumatic transport system brings the fiber flakes through pipes to the following cleaning machines.
  • the Abtragarm is kept adjustable in today's usual bale openers on Abtragturm.
  • the height adjustment takes place via chain, belt or spindle drives where the Abtragarm is raised or lowered.
  • Various sensors are provided for determining the position of the Abtragarms relative to the surface of the fiber bales. From the position of the Abtragarms to the surface of the fiber bales, the removal rate of Abtragorgans contained in the Abtragarms results.
  • a bale opener in which the weight of the Abtragarms using a load cell is measured. If the Abtragarm now comes to rest on the fiber bale reduces its weight or the Abtragarm is even raised.
  • Abtragarme contain the Abtragorgan, usually one or more Abtragwalzen with the associated drive units, which leads to a total weight of Abtragarms of over 500 kg even for smaller systems. This weight reduction is equated with a bearing force of the Abtragarms on the fiber bales.
  • a disadvantage of this construction is that seen over a longer period of operation, the operating conditions for the lifting movement of the Abtragarms change. For example, resulting from the wear of the guides of the Abtragarms or vibrations occurring in the chassis of the Abtragturms measurement errors, since the load cell is integrated into the hoist of the Abtragarmes and thus also connected to the Abtragturm.
  • the object of the invention is to provide a bale opener with a Abtragarm which a reliable and directly controllable height adjustment and positioning the Abtragarms free of influences of the structure of the Abtragarmes allows. Further, the object of the invention is to provide a method for reliably controllable removal of fiber flakes of fiber bales with a bale opener.
  • the Abtragarm has a housing, at least one removal roller with an axial length and a pressure element.
  • the pressure element is connected via load cells with the housing. The attachment of the pressure element on the housing and thus on the Abtragarm is guaranteed only on the load cells.
  • the pressure element is mounted on the Abtragarm such that upon a lowering of the Abtragarmes on the fiber bales, the pressure element strikes the fiber bales. In a further lowering of the Abtragarmes after a first contact of the pressure element with the surface of the fiber bales, the pressure element is pressed by the weight of the Abtragarmes on the fiber bales.
  • the pressure element is connected to the housing of the Abtragturmes via load cells, the reduction of the weight of the Abtragarmes due to the support is registered by the fiber bales by the load cells.
  • the load cells can be measured according to the Aufliegekraft which is caused by the Abtragarm on the fiber bales. It has been shown that the use of four load cells to compensate for imbalances has advantages. Since the surface of the fiber bales do not form a uniform or parallel plane to the pressure element, the actual contact force which is exerted by the pressure element on the fiber bales is not the same size at all points of the pressure element.
  • load cells different types of so-called load cells can be used.
  • force sensors in which the force acts on a resilient spring body and deforms it.
  • the deformation of the spring body is converted via strain gauges, whose electrical resistance changes with the strain, in the change of an electrical voltage.
  • a measuring amplifier registers the electrical voltage and thus the strain change. This can be converted into a force reading due to the elastic properties of the spring body.
  • spring body bending beam Ringtorsionsfedern or other types are used.
  • piezoceramic elements are used.
  • microscopic dipoles form within the unit cells of the piezocrystal.
  • the summation over the associated electric field in all unit cells of the crystal leads to a macroscopically measurable electrical voltage, which can be converted into a force measurement.
  • Load cells are known from the prior art and are now widely used in force and weight measurement.
  • the pressure element is designed as a grate with hold-down plates and the Abtragorgan as Abtragwalze with Abtragzähnen.
  • the grate is arranged below the removal roller and the removal roller engages with the removal teeth through the grate.
  • the mounted below the stripper grate is the actual contact point to the surface of the fiber bales.
  • the direction of travel of the Abtragturmes attached to the grate hold-down plates are used to ensure that during a driving movement of the Abtragturmes and thus the Abtragarmes up on the surface of the fiber bales fiber flakes under the grate become.
  • the hold-down plates are to obliquely upwards away from the rust.
  • corresponding hold-down plates are provided on both sides of the grate.
  • the hold-down plates together with the grate form the pressure element.
  • the removal teeth of the removal roller engage through the grate and release by the rotational movement of the removal roller fiber flocks out of the surface of the fiber bales.
  • the grate has a length which corresponds at least to the axial length of the removal roller on which the removal roller is provided with removal teeth.
  • the rust thus also has the function of preventing too large fibrils from being torn from the fiber bales by the erosion teeth.
  • the length of the grate and thus also the hold-down plates ensures that the pressure element formed by the grate and the hold-down plates comes to rest on the fiber bales over the entire axial length of the removal roller. The result is a uniform removal of the surface of the fiber bales.
  • the pressure element is designed as a guide plate.
  • the guide plates are the contact between the Abtragarm and the fiber bales and are connected respectively via load cells for measuring the Aufliegekraft with the Abtragarm.
  • the rust only serves to prevent the excessively large fiber flakes from being torn from the fiber bales by the erosion teeth.
  • the pressure element is designed as a plurality of guide rails, which are arranged below the grate and slide over the fiber bales.
  • the rust itself is not on the fiber bales.
  • the guide rails are in turn held on the removal arm via load cells. Necessary hold-down plates can be fastened to the guide rails in order not to cause any incorrect measurement of the support force by the fiber flakes entering the area of the removal roller on the surface of the fiber bales.
  • the guide rails may also be formed as grates, which cover part of the axial length of the removal roller. Between the guide rails and the discharge roller, the grate is provided in this case only at locations where no guide rails are arranged in the form of partial grates.
  • the pressure element is designed as at least one pressure roller bearing plates and the load cells are arranged on the bearing plates of the pressure roller.
  • pressure rollers are used to ensure the entry of the surfaces of the fiber bales under the Abtragorgan. During a movement of the Abtragarmes on the fiber bales, the surface of the fiber bales is made uniform by the pressure roller before the Abtragorgan engages the surface.
  • magnets for the deposition of metallic impurities from the fiber bales are arranged on the pressure element.
  • the magnets are to be provided on the hold-down plates along the entire axial length of the Abtragorgans.
  • the magnets may be arranged as a plurality of individual magnets or as a strip magnet extending over the entire length. Strip magnets are widely used in film form in the prior art. Due to the magnets, metallic contaminants which can cause damage on the removal organ or in a later process stage are already retained before the fiber flakes are extracted from the fiber bales.
  • a cleaning of the magnets can be arranged for example at the end of a series of fiber bales. The cleaning can be done by hand or by an automated cleaning device.
  • magnetic drums can also be used. Magnetic drums can be held on both sides of the pressure element or on the Abtragarm. The magnetic drums may have a self-cleaning, for example, the magnets can be turned off when turning the Abtragarms in the event of a change in direction in a position away from the fiber bales and thereby the drums are cleaned.
  • a method for removing fiber flakes of fiber bales with a bale opener wherein the bale opener has a Abtragarm with a housing, at least one removal roller and a pressure element.
  • a Aufliegekraft the Abtragarms on the fiber bales is continuously measured by an evaluation of arranged between the pressure element and the housing load cells.
  • a load cell By using a load cell, it is possible to move the ablation tower with a certain pressure over the surface of the fiber bales.
  • aWeliegekraft the Abtragarms on the fiber bales can be determined.
  • the Abtragarm with the attached pressure element is lowered onto the surface of the fiber bales until a certain load on the load cells is detected.
  • the load corresponds to the Aufliegekraft with which the pressure element located on the Abtragarm is pressed onto the surface of the fiber bales.
  • the pressure with which the pressure element is pressed onto the fiber bales, the nature and the working speed of the ablation element and the travel speed of the ablation tower with which the ablation arm is guided over the fiber bales are essentially determining the removal amount.
  • the Abtragsmenge the bale opener can be influenced. Since the fiber bales are not removed evenly by the removal process, there are height differences between the individual fiber bales or within fiber bales. If the level of a fiber ball surface increases, the bearing force also increases. This is registered by the load cells and the controller can respond by a corresponding lifting of the Abtragarmes.
  • a zero value for the Aufliegekraft determined by a measurement of acting by the weight of the pressure element on the load cells forces.
  • the load cells are loaded with the weight of the pressure element by the attachment of the pressure element on the housing of the Abtragarmes. If now the Abtragarm lowered onto the fiber bales, the Load cells first relieved by the amount of the dead weight of the pressure element. However, the relief already creates a pressure on the surface of the fiber bales, which must be taken into account in the determination of the contact pressure.
  • FIG. 1 and FIG. 2 show in a schematic representation a bale opener 1 according to the prior art for the removal of fiber flakes 10 of fiber bales.
  • FIG. 1 shows the bale opener 1 in a view and FIG. 2 in a top view.
  • the bale opener 1 consists essentially of an ablation tower 3 and a Abtragarm 6.
  • the Abtragarm 6 is attached to the Abtragturm 3 on one side and freely cantilevered over the fiber bale 2.
  • the Abtragturm 3 is equipped with a chassis 4. With the help of the chassis 4, the ablation tower 3 is moved on rails 5 along the fiber bale 2. As a result of this movement 12, the removal arm 6 attached to the removal tower 3 is guided over the surface of the fiber bales 2.
  • a Abtragorgan 7 is arranged in Abtragarm 6 .
  • the Abtragorgan 7 takes from the fiber bale 2 fiber flakes 10.
  • the fiber flakes 10 are brought by the Abtragarm 6 and the Abtragturm 3 to a conveyor channel 8.
  • the conveying channel 8 and thus also the transport path from the Abtragorgan 7 to the conveying channel 8 are under a certain negative pressure, which is used for pneumatic conveying of the fiber flakes 10 from Abtragorgan 7 through the conveying channel in a pneumatic fiber fluff transport system 14.
  • the conveyor channel 8 is closed by the discharge tower 3 and the fiber flake transport system 14 by a channel cover 9.
  • the channel cover 9 is rolled up or down, so that the conveyor channel 8 is closed in its, due to the driving movement 12 of the Abtragturmes 3 constantly changing, active length through the channel cover 9.
  • the attachment of the Abtragarms 6 on Abtragturm 3 is made adjustable in height, so that the fiber bales 2 can be removed continuously.
  • the movement 13 of the Abtragarms 3 serves to ensure a uniform removal of the fiber flocks 10 from the surface of the fiber bales 2. If the ablation tower 3 has passed over all the fiber bales 2 with its travel movement 12, the direction of the travel movement 12 of the ablation tower 3 can be reversed. If fiber bales 2 are provided for removal on both sides of the conveyor channel 8, the removal tower can pivot the removal arm 6 onto the other side of the conveyor channel 9 by means of a rotary movement 11.
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a first embodiment of an inventive Abtragarms 6 in a partial view
  • FIG. 4 shows a schematic sectional view at the point XX after FIG. 3
  • the Abtragarm 6 has a housing 15 and disposed within the housing 15 Abtragorgan 7.
  • the removal member 7 is provided as a removal roller 22 with an axial length 16 and arranged on its surface over the axial length 16 Abtragzähnen 23.
  • the Abtragzähne 23 may be designed as individual teeth or in the form of toothed discs.
  • a pressure element 17 is arranged which is composed of a holder 18, a hold-down plate 19 and a grate 20. The pressure element 17 exceeds in its length the axial length 16 of the discharge roller 22.
  • the hold-down plates 19 are connected to the grate 20 and are held together with the grate 20 on the brackets 18.
  • the brackets 18 in turn are attached to load cells 21, wherein the load cells 21 are fastened to the housing 15 of the Abtragarms 6.
  • the pressure element 17 with the housing 15 of the Abtragarms 6 without further connection only coupled via the load cells 21.
  • the fiber ball 2 to be removed is shown on which the removal arm 6 applies the support force F via the pressure element 17.
  • the support force F is not necessarily evenly distributed over the entire surface of the pressure element 17.
  • the irregular distribution of the restraint force F is compensated by the arrangement of four load cells 21.
  • the higher the Aufliegekraft F the more the ablated upper part of the fiber bale 2 is compressed and by the engagement of the Abtragzähne 23 of the Abtragwalze 22 in the fiber bale 2 a higher removal rate is achieved.
  • the actual penetration depth of the removal teeth 23 into the fiber bale 2 is determined by the grid 20 resting on the surface of the fiber bale. To adjust the engagement depth of the Abtragzähne 23 in the fiber bale 2 an adjustment of the distance between the grate 20 and the removal roller 22 is necessary.
  • FIG. 4 shown on the hold-down plates 19 magnets 26 for the deposition of metal parts.
  • the metal parts located on the surface of the fiber bale 2 are held by the magnets and thus do not reach the area of the removal teeth 23.
  • FIG. 5 shows a schematic representation of a second embodiment of an inventive Abtragarms in a partial view
  • FIG. 6 shows a schematic sectional view at the point YY after FIG. 5
  • the Abtragarm 6 has a housing 15 and disposed within the housing 15 Abtragorgan 7.
  • the removal member 7 is provided as a removal roller 22 with an axial length 16 and with removal teeth 23 arranged on its surface.
  • the removal teeth 23 can be designed as individual teeth or in the form of toothed disks.
  • a pressure element 17 is arranged which is composed of a pressure roller 24, which is held in bearing plates 25, and a grate 20. The pressure element 17 exceeds in its length the axial length 16 of the discharge roller 22.
  • the support force F is not necessarily uniformly distributed between the two pressure rollers 24 or their axial length.
  • the irregular distribution of the restraint force F is compensated by the arrangement of four load cells 21.
  • the actual penetration depth of the removal teeth 23 into the fiber bale 2 is determined by the grid 20 resting on the surface of the fiber bale 2. To adjust the engagement depth of the Abtragzähne 23 in the fiber bale 2 an adjustment of the distance between the grate 20 and the removal roller 22 is necessary.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Preliminary Treatment Of Fibers (AREA)

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Abtragarm (6) für einen Ballenöffner (1) sowie einen Ballenöffner und ein Verfahren zum Abtragen von Faserflocken (10) von Faserballen (2). Der Abtragarm (6) weist ein Gehäuse (15), zumindest ein Abtragorgan (7) mit einer axialen Länge (16) und ein Andruckelement (17) auf. Das Andruckelement (17) ist über Kraftmessdosen (21) mit dem Gehäuse (15) verbunden.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Abtragarm für einen Ballenöffner zum Abtragen von Faserflocken von Faserballen mit einem Gehäuse, mit einer Abtragwalze und mit einem Andruckelement, sowie einen Ballenöffner und ein Verfahren zur Abtragung von Faserflocken von Faserballen mit einem Ballenöffner.
  • Ballenabtragmaschinen oder Ballenöffner werden eingesetzt um Fasern oder Faserflocken aus gepressten Faserballen heraus zu lösen. Dazu wird ein Abtragorgan über die Faserballen hinweg bewegt. Das Abtragorgan ist an einem Abtragarm befestigt, welcher in seiner Höhe auf die vorliegenden Faserballen eingestellt wird. Der Abtragarm wiederum ist an einem Abtragturm gehalten. Der Abtragturm ermöglicht, dass das Abtragorgan über die abzutragende Oberfläche der Faserballen hinwegbewegt werden kann. Dazu ist der Abtragturm auf einem Fahrwerk oder einem Drehgestell angeordnet. Mit einem Fahrwerk, das meist auf Schienen geführt ist, kann einer Ballenreihe entlang gefahren werden. Sind die Faserballen kreisförmig um den Abtragturm herum angeordnet, ist der Abtragturm auf einem Drehgestell angeordnet. Eine Kombination von Fahrwerk und Drehgestell liegt vor, wenn in der einen Richtung von einer ersten Reihe von Faserballen und in der entgegengesetzten Richtung von einer zweiten Reihe von Faserballen Fasern oder Faserflocken abgetragen werden.
  • Der Ballenöffner steht am Anfang von Verfahrenslinien in einer Spinnereivorbereitung (Putzerei) zur Verarbeitung von Fasergut, beispielsweise Baumwolle oder synthetische Fasern oder deren Mischungen, und hat einen entscheidenden Einfluss auf die Kontinuität der Abläufe innerhalb der Spinnereivorbereitung. Im Ballenöffner wird das in Ballen angelieferte Fasergut durch ein Abtragen von Faserflocken von den Ballen gelöst und in ein pneumatisches Transportsystem übergeben. Das pneumatische Transportsystem bringt die Faserflocken durch Rohrleitungen zu den nachfolgenden Reinigungsmaschinen.
  • Der Abtragarm ist in heute üblichen Ballenöffnern höhenverstellbar am Abtragturm gehalten. Die Höhenverstellung erfolgt dabei über Ketten-, Riemen- oder Spindeltriebe, an denen der Abtragarm hochgezogen oder abgesenkt wird. Zur Bestimmung der Position des Abtragarms relativ zu der Oberfläche der Faserballen sind verschiedene Sensoren vorgesehen. Aus der Position des Abtragarms zur Oberfläche der Faserballen ergibt sich die Abtragleistung des im Abtragarm enthaltenen Abtragorgans.
  • Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Ausführungen von Steuerungen für Abtragarme und damit der Abtragleistung bekannt. Beispielsweise offenbart die EP 2 322 701 A1 einen Ballenöffner welcher den Abtragprozess mit einer möglichst konstanten Abtragkraft steuert. Dabei werden die Drehmomente der Antriebsmotoren des Abtragorgans und der Höhenverstellung des Abtragarms geregelt. Zusätzlich sind Korrekturfaktoren wie die Höhe und Beschaffenheit der Faserballen zu berücksichtigen. Nachteilig an diesem verfahren ist, dass aufgrund von Einstellwerten verschiedener Komponenten auf die Abtragkraft geschlossen wird, ohne diese tatsächlich zu kennen. Durch sich verändernde Betriebsbedingungen über die Zeit oder eine Bestückung mit neuen Faserballen ist das System ohne Anpassung der Korrekturfaktoren nicht zuverlässig.
  • In der EP 3 009 539 A1 wird ein Ballenöffner offenbart, bei welchem das Gewicht des Abtragarms mit Hilfe einer Kraftmessdose gemessen wird. Kommt der Abtragarm nun zur Auflage auf den Faserballen verringert sein Gewicht oder der Abtragarm wird gar angehoben. Abtragarme beinhalten das Abtragorgan, meist eine oder mehrere Abtragwalzen mit den dazugehörigen Antriebsaggregaten, welches auch bei kleineren Anlagen zu einem Gesamtgewicht des Abtragarms von über 500 kg führt. Diese Gewichtsverminderung wird mit einer Auflagekraft des Abtragarms auf den Faserballen gleichgesetzt. Nachteilig an dieser Konstruktion ist, dass über eine längere Betriebszeit gesehen sich die Betriebsbedingungen für die Hubbewegung des Abtragarms ändern. Beispielsweise ergeben sich durch die Abnutzung der Führungen des Abtragarms oder auftretende Schwingungen im Fahrwerk des Abtragturms Messfehler, da die Kraftmessdose in das Hubwerk des Abtragarmes integriert und damit auch mit dem Abtragturm verbunden ist.
  • Die Aufgabe der Erfindung ist es einen Ballenöffner mit einem Abtragarm zu schaffen, welcher eine zuverlässig und direkt steuerbare Höhenverstellung und Positionierung des Abtragarms frei von Einflüssen des Aufbaus des Abtragarmes ermöglicht. Weiter ist die Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zur zuverlässig regelbaren Abtragungsmenge von Faserflocken von Faserballen mit einem Ballenöffner vorzuschlagen.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil der unabhängigen Ansprüche.
  • Zur Lösung der Aufgabe wird eine kraftabhängige Höhenverstellung des Abtragarmes für einen Ballenöffner zum Abtragen von Faserflocken von Faserballen vorgeschlagen. Der Abtragarm weist ein Gehäuse, zumindest eine Abtragwalze mit einer axialen Länge und ein Andruckelement auf. Das Andruckelement ist über Kraftmessdosen mit dem Gehäuse verbunden. Die Befestigung des Andruckelements am Gehäuse und damit am Abtragarm ist einzig über die Kraftmessdosen gewährleistet. Das Andruckelement ist am Abtragarm derart angebracht, dass bei einem Absenken des Abtragarmes auf die Faserballen das Andruckelement auf die Faserballen trifft. Bei einem weiteren Absenken des Abtragarmes nach einer ersten Berührung des Andruckelementes mit der Oberfläche der Faserballen wird das Andruckelement durch das Eigengewicht des Abtragarmes auf die Faserballen gepresst. Dadurch dass das Andruckelement mit dem Gehäuse des Abtragturmes über Kraftmessdosen verbunden ist, wird die Reduzierung des Eigengewichtes des Abtragarmes aufgrund der Stützung durch die Faserballen durch die Kraftmessdosen registriert. Durch die Kraftmessdosen kann entsprechend die Aufliegekraft welche durch den Abtragarm auf die Faserballen bewirkt wird gemessen werden. Es hat sich gezeigt, dass ein Einsatz von vier Kraftmessdosen zum Ausgleich von Schieflagen Vorteile aufweist. Da die Oberfläche der Faserballen nicht eine gleichmässige oder parallele Ebene zum Andruckelement ausbilden, ist die tatsächliche Auflagekraft welche durch das Andruckelement auf die Faserballen ausgeübt wird nicht an allen Stellen des Andruckelementes gleich gross. Bei einer Verwendung von mehreren Kraftmessdosen wird dieser Umstand jedoch durch die Auswerteeinheit ausgeglichen und es kann eine Aufliegekraft ermittelt werden, welche unabhängig von der Lage des Abtragarmes respektive des Andruckelementes ist. Auch ist ein Einfluss des Hubwerkes oder der Führungen des Abtragarmes durch die direkte Messung der Aufliegekraft am Andruckelement ausgeschlossen.
  • In Kraftmessdosen können verschiedene Bauarten von sogenannten Kraftaufnehmern zur Anwendung kommen. Beispielsweise ist die Verwendung von Kraftaufnehmern bekannt, bei welchen die Kraft auf einen elastischen Federkörper einwirkt und diesen verformt. Die Verformung des Federkörpers wird über Dehnungsmessstreifen, deren elektrischer Widerstand sich mit der Dehnung ändert, in die Änderung einer elektrischen Spannung umgewandelt. Über einen Messverstärker wird die elektrische Spannung und damit die Dehnungsänderung registriert. Diese kann aufgrund der elastischen Eigenschaften des Federkörpers in einen Kraftmesswert umgerechnet werden. Als Federkörper werden Biegebalken, Ringtorsionsfedern oder andere Bauformen eingesetzt. In einer weiteren Bauart von Kraftmessdosen werden Piezokeramikelemente eingesetzt. Dabei bilden sich durch die gerichtete Verformung eines piezoelektrischen Materials mikroskopische Dipole innerhalb der Elementarzellen des Piezokristalls. Die Aufsummierung über das damit verbundene elektrische Feld in allen Elementarzellen des Kristalls führt zu einer makroskopisch messbaren elektrischen Spannung, welche in einen Kraftmesswert umgerechnet werden kann. Kraftmessdosen sind aus dem Stand der Technik bekannt und finden heute weite Verbreitung in der Kraft- und Gewichtsmessung.
  • Vorteilhafterweise ist das Andruckelement als Rost mit Niederhalteblechen und das Abtragorgan als Abtragwalze mit Abtragzähnen ausgebildet. Der Rost ist unterhalb der Abtragwalze angeordnet und die Abtragwalze greift mit den Abtragzähnen durch den Rost hindurch. Der unterhalb der Abtragwalze angebrachte Rost stellt die eigentliche Kontaktstelle zur Oberfläche der Faserballen dar. Die in Fahrtrichtung des Abtragturmes am Rost angebrachten Niederhaltebleche dienen dazu, dass bei einer Fahrbewegung des Abtragturmes und damit des Abtragarmes die auf der Oberfläche der Faserballen aufstehenden Faserflocken unter den Rost geführt werden. Die Niederhaltebleche sind dazu vom Rost weg schräg nach oben geführt. Bei einer beidseitig verwendbaren Abtragwalze sind auf beiden Seiten des Rostes entsprechende Niederhaltebleche angebracht. Die Niederhaltebleche bilden zusammen mit dem Rost das Andruckelement. Die Abtragzähne der Abtragwalze greifen durch den Rost und lösen durch die Drehbewegung der Abtragwalze Faserflocken aus der Oberfläche der Faserballen heraus. Durch die Drehbewegung der Abtragwalze werden die Abtragzähne durch die Faserballen bewegt und leisten deshalb keinen Beitrag zur Abstützung des Abtragarmes auf den Faserballen.
  • Vorteilhafterweise weist der Rost eine Länge auf welche mindestens der axialen Länge der Abtragwalze entspricht, auf welcher die Abtragwalze mit Abtragzähnen versehen ist. Der Rost hat damit auch die Funktion zu verhindern, dass durch die Abtragzähne zu grosse Faserflocken aus den Faserballen gerissen werden. Durch die Länge des Rostes und damit auch der Niederhaltebleche ist gewährleistet, dass das durch den Rost und die Niederhaltebleche gebildete Andruckelement über die gesamte axiale Länge der Abtragwalze auf den Faserballen zur Anlage kommt. Die Folge ist eine gleichmässige Abtragung der Oberfläche der Faserballen.
  • In einer alternativen Ausführung ist das Andruckelement als Führungsblech ausgebildet. Bei einer Ausbildung des Abtragorgans mit einem nicht auf der Oberfläche der Faserballen aufliegenden Rost stellen die Führungsbleche den Kontakt zwischen dem Abtragarm und den Faserballen dar und sind entsprechend über Kraftmessdosen zur Messung der Aufliegekraft mit dem Abtragarm verbunden. Der Rost dient in diesem Falle lediglich dazu, zu verhindern, dass durch die Abtragzähne zu grosse Faserflocken aus den Faserballen gerissen werden.
  • In einer weiteren alternativen Ausführungsform ist das Andruckelement als mehrere Führungsschienen ausgebildet, welche unterhalb des Rostes angeordnet sind und über die Faserballen gleiten. Der Rost selbst liegt dabei nicht auf den Faserballen auf. Die Führungsschienen wiederum sind über Kraftmessdosen am Abtragarm gehalten. Notwendige Niederhaltebleche können dabei an den Führungsschienen befestigt sein um keine Falschmessung der Aufliegekraft durch die in den Bereich der Abtragwalze einlaufenden Faserflocken an der Oberfläche der Faserballen zu bewirken. Die Führungsschienen können auch als Roste ausgebildet sein, welche einen Teil der axialen Länge der Abtragwalze abdecken. Zwischen den Führungsschienen und der Abtragwalze ist in diesem Falle der Rost nur an Stellen vorgesehen, wo keine Führungsschienen in Form von Teilrosten angeordnet sind.
  • In einer weiteren alternativen Ausführungsform ist das Andruckelement als mindestens eine Andruckwalze mit Lagerschildern ausgebildet und die Kraftmessdosen sind an den Lagerschildern der Andruckwalze angeordnet. Anstelle der Führungsbleche werden Andruckwalzen eingesetzt um den Einlauf der Oberflächen der Faserballen unter das Abtragorgan sicherzustellen. Bei einer Bewegung des Abtragarmes über die Faserballen wird die Oberfläche der Faserballen durch die Andruckwalze vergleichmässigt bevor das Abtragorgan in die Oberfläche eingreift.
  • Vorteilhafterweise sind am Andruckelement Magnete zur Abscheidung von metallischen Verunreinigungen aus den Faserballen angeordnet. Die Magnete sind auf den Niederhalteblechen entlang der gesamten axialen Länge des Abtragorgans vorzusehen. Dabei können die Magnete als eine Vielzahl von einzelnen Magneten oder als ein sich über die gesamte Länge erstreckender Streifenmagnet angeordnet sein. Streifenmagnete finden in Folienform vielfach Anwendung im Stand der Technik. Durch die Magnete werden metallische Verunreinigungen welche am Abtragorgan oder in einer späteren Prozessstufe Schäden verursachen können bereits vor dem Herauslösen der Faserflocken aus den Faserballen zurückgehalten. Eine Reinigung der Magnete kann beispielsweise am Ende einer Reihe von Faserballen angeordnet werden. Dabei kann die Reinigung von Hand oder durch eine automatisierte Reinigungsvorrichtung vorgenommen werden. Bei Verwendung von Streifenmagneten kann auch ein einfacher Austausch des verwendeten Streifens durch einen neuen bereits gereinigten Streifen vorgenommen werden. Alternativ zu Magnetstreifen können auch Magnettrommeln zum Einsatz kommen. Magnettrommeln können dabei beidseitig am Andruckelement oder auch am Abtragarm gehalten sein. Die Magnettrommeln können eine Eigenreinigung aufweisen, beispielsweise können die Magnete bei einem Drehen des Abtragarms im Falle einer Richtungswechslung in einer Stellung abseits der Faserballen abgeschaltet und dadurch die Trommeln gereinigt werden.
  • Weiter wird ein Ballenöffner mit einem Abtragarm nach der obigen Beschreibung vorgeschlagen.
  • Zur Lösung der weiteren Aufgabe wird ein Verfahren zur Abtragung von Faserflocken von Faserballen mit einem Ballenöffner vorgeschlagen, wobei der Ballenöffner einen Abtragarm mit einem Gehäuse, zumindest einer Abtragwalze und einem Andruckelement aufweist. Eine Aufliegekraft des Abtragarms auf den Faserballen wird kontinuierlich gemessen durch eine Auswertung von zwischen dem Andruckelement und dem Gehäuse angeordneten Kraftmessdosen.
  • Durch die Verwendung einer Kraftmessdose wird es möglich den Abtragturm mit einem bestimmten Druck über die Oberfläche der Faserballen zu bewegen. Über die Kraftmessdosen ist eine Aufliegekraft des Abtragarms auf den Faserballen ermittelbar. Der Abtragarm mit dem daran befestigte Andruckelement wird auf die Oberfläche der Faserballen abgesenkt bis eine bestimmte Belastung über die Kraftmessdosen festgestellt wird. Die Belastung entspricht der Aufliegekraft mit welcher das am Abtragarm befindliche Andruckelement auf die Oberfläche der Faserballen gedrückt wird. Der Druck mit welchem das Andruckelement auf die Faserballen gepresst wird, die Beschaffenheit und die Arbeitsgeschwindigkeit des Abtragorgans und die Fahrgeschwindigkeit des Abtragturms mit welcher der Abtragarm über die Faserballen hinweg geführt wird bestimmen im Wesentlichen die Abtragsmenge. Durch eine direkte Messung der Aufliegekraft und einer damit verbundenen Steuerung des Hubwerkes des Abtragarms kann nun direkt die Abtragsmenge des Ballenöffners beeinflusst werden. Da die Faserballen durch den Abtragvorgang nicht gleichmässig abgetragen werden, ergeben sich Höhenunterschiede zwischen den einzelnen Faserballen oder auch innerhalb von Faserballen. Steigt nun das Niveau einer Faserballenoberfläche an, nimmt auch die Aufliegekraft zu. Dies wird durch die Kraftmessdosen registriert und die Steuerung kann durch ein entsprechendes Anheben des Abtragarmes reagieren.
  • Vorteilhafterweise wird durch eine Eichung ein Nullwert für die Aufliegekraft bestimmt durch eine Messung von durch das Eigengewicht des Andruckelements auf die Kraftmessdosen wirkenden Kräften. Bei einer von der Oberfläche der Faserballen entfernten Position des Abtragarmes sind durch die Befestigung des Andruckelementes am Gehäuse des Abtragarmes die Kraftmessdosen mit dem Eigengewicht des Andruckelementes belastet. Wird nun der Abtragarm auf die Faserballen abgesenkt, werden die Kraftmessdosen zuerst um den Betrag des Eigengewichts des Andruckelementes entlastet. Durch die Entlastung entsteht jedoch bereits ein Druck auf die Oberfläche der Faserballen, welcher in der Bestimmung des Aufliegedruckes zu berücksichtigen ist.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand von beispielhaften Ausführungsformen erklärt und durch Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen
    • Figur 1
    Schematische Darstellung eines Ballenöffners in einer Ansicht;
    Figur 2
    Schematische Darstellung eines Ballenöffners in einer Draufsicht;
    Figur 3
    Schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemässen Abtragarms in einer Teilansicht;
    Figur 4
    Schematische Schnittdarstellung an der Stelle X-X nach der Figur 3;
    Figur 5
    Schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemässen Abtragarms in einer Teilansicht und
    Figur 6
    Schematische Schnittdarstellung an der Stelle Y-Y nach der Figur 5.
  • Figur 1 und Figur 2 zeigen in einer schematischen Darstellung einen Ballenöffner 1 nach dem Stand der Technik zum Abtragen von Faserflocken 10 von Faserballen 2. Figur 1 zeigt den Ballenöffner 1 in einer Ansicht und Figur 2 in einer Draufsicht. Der Ballenöffner 1 besteht im Wesentlichen aus einem Abtragturm 3 und einem Abtragarm 6. Der Abtragarm 6 ist am Abtragturm 3 einseitig befestigt und frei auskragend über den Faserballen 2 angeordnet. Der Abtragturm 3 ist mit einem Fahrwerk 4 ausgerüstet. Mit Hilfe des Fahrwerks 4 wird der Abtragturm 3 auf Schienen 5 entlang den Faserballen 2 bewegt. Durch diese Bewegung 12 wird der am Abtragturm 3 angebrachte Abtragarm 6 über die Oberfläche der Faserballen 2 geführt. Im Abtragarm 6 ist ein Abtragorgan 7 angeordnet. Das Abtragorgan 7 entnimmt aus den Faserballen 2 Faserflocken 10. Die Faserflocken 10 werden durch den Abtragarm 6 und den Abtragturm 3 zu einem Förderkanal 8 gebracht. Der Förderkanal 8 und damit auch der Transportweg vom Abtragorgan 7 zum Förderkanal 8 stehen unter einem bestimmten Unterdruck, der zur pneumatischen Förderung der Faserflocken 10 vom Abtragorgan 7 durch den Förderkanal in ein pneumatisches Faserflockentransport-System 14 dient. Der Förderkanal 8 ist zwischen dem Abtragturm 3 und dem Faserflockentransport-System 14 durch eine Kanalabdeckung 9 verschlossen. Während einer Fahrbewegung 12 des Abtragturmes 3 wird die Kanalabdeckung 9 auf- beziehungsweise abgerollt, sodass der Förderkanal 8 in seiner, durch die Fahrbewegung 12 des Abtragturmes 3 bedingt sich ständig ändernde, aktiven Länge durch die Kanalabdeckung 9 verschlossen ist.
  • Die Befestigung des Abtragarms 6 am Abtragturm 3 ist höhenverstellbar ausgeführt, sodass die Faserballen 2 kontinuierlich abgetragen werden können. Die Bewegung 13 des Abtragarms 3 dient dazu eine gleichmässige Abtragung der Faserflocken 10 von der Oberfläche der Faserballen 2 zu gewährleisten. Wenn der Abtragturm 3 mit seiner Fahrbewegung 12 sämtliche Faserballen 2 überfahren hat, kann die Richtung der Fahrbewegung 12 des Abtragturmes 3 umgekehrt werden. Sind auf beiden Seiten des Förderkanals 8 Faserballen 2 zur Abtragung vorgesehen, kann der Abtragturm durch eine Drehbewegung 11 den Abtragarm 6 auf die andere Seite des Förderkanals 9 schwenken.
  • Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemässen Abtragarms 6 in einer Teilansicht und Figur 4 zeigt eine schematische Schnittdarstellung an der Stelle X-X nach der Figur 3. Der Abtragarm 6 weist ein Gehäuse 15 und ein innerhalb des Gehäuses 15 angeordnetes Abtragorgan 7 auf. Das Abtragorgan 7 ist als Abtragwalze 22 mit einer axialen Länge 16 und mit auf ihrer Oberfläche über die axiale Länge 16 angeordneten Abtragzähnen 23. Die Abtragzähne 23 können als einzelne Zähne oder in Form von Zahnscheiben ausgeführt sein. Unterhalb des Gehäuses 15 ist ein Andruckelement 17 angeordnet welches sich aus einer Halterung 18, einem Niederhalteblech 19 und einem Rost 20 zusammensetzt. Das Andruckelement 17 übersteigt in seiner Länge die axiale Länge 16 der Abtragwalze 22. Dies deshalb um einen einwandfreies Überfahren der Faserballen 2 in ihrer gesamten Ausdehnung zu erreichen. Aufgrund der dargestellten Bauweise des Ballenöffners 1 in der Figur 1 und 2 ist entsprechend der möglichen Fahrbewegungen 12 beidseitig des Rostes 20 jeweils ein Niederhalteblech 19 dargestellt. Die Niederhaltebleche 19 sind mit dem Rost 20 verbunden und werden zusammen mit dem Rost 20 an den Halterungen 18 gehalten. Die Halterungen 18 wiederum sind an Kraftmessdosen 21 befestigt, wobei die Kraftmessdosen 21 am Gehäuse 15 des Abtragarms 6 festgemacht sind. Damit ist das Andruckelement 17 mit dem Gehäuse 15 des Abtragarms 6 ohne weitere Verbindung nur über die Kraftmessdosen 21 gekoppelt. In Figur 4 ist zudem die abzutragende Faserballe 2 dargestellt auf welche der Abtragarm 6 über das Andruckelement 17 die Aufliegekraft F aufbringt. Die Aufliegekraft F ist aufgrund der unregelmässigen Höhe der Faserballe 2 nicht zwangsläufig über die gesamte Fläche des Andruckelements 17 gleichmässig verteilt. Die unregelmässige Verteilung der Aufliegekraft F wird jedoch durch die Anordnung von vier Kraftmessdosen 21 kompensiert. Umso höher die Aufliegekraft F ist, desto stärker wird der abzutragende obere Teil der Faserballe 2 komprimiert und durch den Eingriff der Abtragzähne 23 der Abtragwalze 22 in die Faserballe 2 wird eine höhere Abtragleistung erreicht. Die tatsächliche Eindringtiefe der Abtragzähne 23 in die Faserballe 2 wird durch den auf der Oberfläche der Faserballe aufliegenden Rost 20 bestimmt. Zur Verstellung der Eingrifftiefe der Abtragzähne 23 in die Faserballe 2 ist eine Verstellung des Abstandes zwischen dem Rost 20 und der Abtragwalze 22 notwendig.
  • Weiter sind in Figur 4 an den Niederhalteblechen 19 Magnete 26 zur Abscheidung von Metallteilen gezeigt. Die sich auf der Oberfläche der Faserballe 2 befindlichen Metallteile werden durch die Magneten festgehalten und gelangen so nicht in den Bereich der Abtragzähne 23.
  • Figur 5 zeigt eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemässen Abtragarms in einer Teilansicht und Figur 6 zeigt eine schematische Schnittdarstellung an der Stelle Y-Y nach der Figur 5. Der Abtragarm 6 weist ein Gehäuse 15 und ein innerhalb des Gehäuses 15 angeordnetes Abtragorgan 7 auf. Das Abtragorgan 7 ist als Abtragwalze 22 mit einer axialen Länge 16 und mit auf ihrer Oberfläche angeordneten Abtragzähnen 23. Die Abtragzähne 23 können als einzelne Zähne oder in Form von Zahnscheiben ausgeführt sein. Unterhalb des Gehäuses 15 ist ein Andruckelement 17 angeordnet welches sich aus einer Andruckwalze 24, welche in Lagerschildern 25 gehalten ist, und einem Rost 20 zusammensetzt. Das Andruckelement 17 übersteigt in seiner Länge die axiale Länge 16 der Abtragwalze 22. Dies deshalb um einen einwandfreies Überfahren der Faserballen 2 in ihrer gesamten Ausdehnung zu erreichen. Aufgrund der dargestellten Bauweise des Ballenöffners 1 in der Figur 1 und 2 ist entsprechend der möglichen Fahrbewegungen 12 beidseitig des Rostes 20 jeweils eine Andruckwalze 24 dargestellt. Der Rost 20 ist ebenfalls an den Lagerschilden 25 gehalten. Die Lagerschilde 25 wiederum sind an Kraftmessdosen 21 befestigt, wobei die Kraftmessdosen 21 am Gehäuse 15 des Abtragarms 6 festgemacht sind. Damit ist das Andruckelement 17 mit dem Gehäuse 15 des Abtragarms 6 ohne weitere Verbindung nur über die Kraftmessdosen 21 gekoppelt. In Figur 6 ist zudem die abzutragende Faserballe 2 dargestellt auf welche der Abtragarm 6 über das Andruckelement 17 respektive die Andruckwalzen 24 die Aufliegekraft F aufbringt. Die Aufliegekraft F ist aufgrund der unregelmässigen Höhe der Faserballe 2 nicht zwangsläufig auf die beiden Andruckwalzen 24 oder deren axiale Länge gleichmässig verteilt. Die unregelmässige Verteilung der Aufliegekraft F wird jedoch durch die Anordnung von vier Kraftmessdosen 21 kompensiert. Umso höher die Aufliegekraft F ist, desto stärker wird der abzutragende obere Teil der Faserballe 2 durch die Andruckwalzen 24 komprimiert und durch den Eingriff der Abtragzähne 23 der Abtragwalze 22 in die Faserballe 2 wird eine höhere Abtragleistung erreicht. Die tatsächliche Eindringtiefe der Abtragzähne 23 in die Faserballe 2 wird durch den auf der Oberfläche der Faserballe 2 aufliegenden Rost 20 bestimmt. Zur Verstellung der Eingrifftiefe der Abtragzähne 23 in die Faserballe 2 ist eine Verstellung des Abstandes zwischen dem Rost 20 und der Abtragwalze 22 notwendig.
    • Legende
    • 1
    Ballenöffner
    2
    Faserballen
    3
    Abtragturm
    4
    Fahrwerk
    5
    Schienen
    6
    Abtragarm
    7
    Abtragorgan
    8
    Förderkanal
    9
    Kanalabdeckung
    10
    Faserflocken
    11
    Drehbewegung Abtragturm
    12
    Fahrbewegung Abtragturm
    13
    Bewegung Abtragarm
    14
    Faserflocken-Transportsystem
    15
    Gehäuse
    16
    Axiale Länge Abtragorgan
    17
    Andruckelement
    18
    Halterung
    19
    Niederhalteblech
    20
    Rost
    21
    Kraftmessdose
    22
    Abtragwalze
    23
    Abtragzähne
    24
    Andruckwalze
    25
    Lagerschild
    26
    Magnet
    F
    Aufliegekraft

Claims (10)

  1. Abtragarm (6) für einen Ballenöffner (1) zum Abtragen von Faserflocken (10) von Faserballen (2) mit einem Gehäuse (15), mit zumindest einem Abtragorgan (7) mit einer axialen Länge (16) und mit einem Andruckelement (17), dadurch gekennzeichnet, dass das Andruckelement (17) über Kraftmessdosen (21) mit dem Gehäuse (15) verbunden ist.
  2. Abtragarm (6) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Andruckelement (17) als Rost (20) mit Niederhalteblechen (19) und das Abtragorgan (7) als Abtragwalze (22) mit Abtragzähnen (23) ausgebildet sind, wobei der Rost (20) unterhalb der Abtragwalze (22) angeordnet ist und die Abtragwalze (22) mit den Abtragzähnen (23) durch den Rost (20) hindurchgreift.
  3. Abtragarm (6) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rost (20) eine Länge aufweist welche mindestens der axiale Länge (16) der Abtragwalze (22) entspricht, auf welcher die Abtragwalze (22) mit Abtragzähnen (23) versehen ist.
  4. Abtragarm (6) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Niederhaltebleche (19) über die gesamte Länge des Rostes (20) beidseitig des Rostes (20) vorgesehen sind.
  5. Abtragarm (6) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Andruckelement (17) als Führungsblech ausgebildet ist.
  6. Abtragarm (6) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Andruckelement (17) als mindestens eine Andruckwalze (24) mit Lagerschildern (25) ausgebildet ist und die Kraftmessdosen (21) an den Lagerschildern (25) der Andruckwalze (24) angeordnet sind.
  7. Abtragarm (6) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Andruckelement (17) Magnete (26) zur Abscheidung von metallischen Verunreinigungen aus den Faserballen (2) angeordnet sind.
  8. Ballenöffner (1) mit einem Abtragarm (6) nach einem der vorherigen Ansprüche.
  9. Verfahren zur Abtragung von Faserflocken (10) von Faserballen (2) mit einem Ballenöffner (1), wobei der Ballenöffner (1) einen Abtragarm (6) mit einem Gehäuse (15), mit zumindest einem Abtragorgan (7) und mit einem Andruckelement (17), dadurch gekennzeichnet, dass eine Aufliegekraft (F) des Abtragarms (6) auf den Faserballen (2) kontinuierlich gemessen wird durch ein Auswertung von zwischen dem Andruckelement (17) und dem Gehäuse (15) angeordneten Kraftmessdosen (21).
  10. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine Eichung ein Nullwert für die Aufliegekraft (F) bestimmt wird durch eine Messung von durch das Eigengewicht des Andruckelements (17) auf die Kraftmessdosen (21) wirkenden Kräften.
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