BALLENÖFFNER

Abstract

 Ballenöffner (1) zum Abtragen von Faserflocken (15) von Faserballen (2) mit einem Fahrwerk (4) und einem auf dem Fahrwerk (4) drehbar angeordneten Abtragturm (3), mit einem am Abtragturm (3) mit einer Höhenverstellung versehenen Abtragarm (5) mit einer darin gehaltenen Abtragswalze (7), und mit einem unter dem Abtragturm (3) angeordneten Faserflockentransportkanal (8) welcher mit einer über dem Faserflockentransportkanal (8) angeordneten und mit einer Rollvorrichtung (10) bewegbaren Abdeckung (9) versehen ist. Für die Höhenverstellung des Abtragarms (5) ist ein erster Antrieb, für die Abtragswalze (7) ist ein zweiter Antrieb, für die Drehung des Abtragturms (3) ist ein dritter Antrieb, für das Fahrwerk (4) ist ein vierter und fünfter Antrieb und für das Abrollen der Abdeckung (9) ist ein sechster Antrieb vorgesehen. Der erste Antrieb für die Höhenverstellung des Abtragarms (5) und der zweite Antrieb für die Abtragswalze (7) ist jeweils ein Synchron-Servomotor.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Ballenöffner zum Abtragen von Faserflocken von Faserballen mit einem auf einem Fahrwerk oder Drehgestell angeordneten Abtragturm und mit einem Abtragarm.

[0002] 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. Die Höhenverstellung erfolgt dabei meist über Spindeltriebe oder Ketten- oder Riementriebe, an denen der Abtragarm hochgezogen oder abgesenkt wird.

[0003] 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 angeordnet. Mit einem Fahrwerk, das meist auf Schienen geführt ist, kann einer Ballenreihe entlang gefahren werden. Der Abtragturm kann zusätzlich auf einem Drehgestell angeordnet sein. Wird in der einen Fahrtrichtung von einer ersten Reihe von Faserballen und in der entgegengesetzten Richtung von einer zweiten Reihe von Faserballen Fasern oder Faserflocken abgetragen, kann jeweils bei Bedarf oder am Ende der Faserballenreihe der Abtragarm durch Drehen des Abtragturms auf die zweite Reihe der Faserballen geschwenkt werden.

[0004] 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 durch einen unterhalb des Abtragturms angeordneten Faserflockentransportkanal in ein pneumatisches Faserflocken-Transportsystem übergeben. Der Faserflockentransportkanal ist dabei während des Verfahrens des Abtragturms ständig mit dem Abtragorgan verbunden. Um diese Verbindung aufrechterhalten zu können wird eine auf dem Faserflockentransportkanal angeordnete Abdeckung mit einer Rollvorrichtung in der einen Fahrtrichtung abgerollt und in der anderen Fahrtrichtung wiederum aufgerollt. Die Abdeckung ist dabei auf derjenigen Seite des Abtragturmes vorgesehen, welche die Verbindung zwischen dem Abtragturm und dem Fasertransport-System bildet, sodass der oben offene Fasertransportkanal zwischen dem Abtragturm und dem Faserflocken-Transportsystem abgedeckt ist und einen geschlossenen Kanal bildet. Das pneumatische Faserflocken-Transportsystem bringt die Faserflocken durch Rohrleitungen zu den nachfolgenden Spinnereivorbereitungsmaschinen, wie beispielsweise Mischer, Reinigungsmaschinen oder Öffner.

[0005] In heute üblichen Ballenöffnern werden für die verschiedenen Bewegungen Elektromotoren, meist Drehstrommotoren, typischerweise Asynchronmotoren eingesetzt, welche über Getriebe mit den zu bewegenden Bauteilen verbunden sind. Beispielsweise werden die Räder einer Achse des Fahrwerks mit einem Motor und einem Kettentrieb angetrieben. Zur Bestimmung der Positionen der verschiedenen beweglichen Bauteile sind ergänzend zu den Motoren unterschiedliche Sensoren vorgesehen. Beispielsweise wird die Position des Abtragturmes über im Fahrwerk eingebaute Sensoren ermittelt. Auch die Position des mit der Höhenverstellung versehenen Abtragarmes wird über Sensoren detektiert. Zur Regulierung von Fahrgeschwindigkeiten werden die Motoren über Frequenzumrichter gesteuert.

[0006] Nachteilig an der nach dem Stand der Technik bekannten Antriebstechnik ist die aufwändige Konstruktion der Antriebe durch den Einsatz von Kettentrieben. Auch ist aufgrund der verwendeten Motoren eine aufwändige Sensorik notwendig um eine exakte Fahrweise und Bewegung des Ballenöffners zu erreichen.

[0007] Die Aufgabe der Erfindung ist es einen Ballenöffner zu schaffen, welcher sich durch eine einfache Antriebstechnik auszeichnet.

[0008] Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des unabhängigen Anspruchs.
Zur Lösung der Aufgabe wird eine neuartige Antriebstechnik für die zu bewegenden Bauteile des Ballenöffners vorgeschlagen. Der Ballenöffner zum Abtragen von Faserflocken von Faserballen umfasst einen auf einem Fahrwerk angeordneten Abtragturm und einen am Abtragturm mit einer Höhenverstellung versehenen Abtragarm mit einer darin gehaltenen Abtragswalze, und einen unter dem Abtragturm angeordneten Faserflockentransportkanal. Der Faserflockentransportkanal ist mit einer über dem Fasertransportkanal angeordneten und mit einer Rollvorrichtung bewegbaren Abdeckung versehen. Für die Höhenverstellung des Abtragarms ist ein erster Antrieb, für die Abtragswalze ist ein zweiter Antrieb, für die Drehung des Abtragturms ist ein dritter Antrieb, für das Fahrwerk ist ein vierter Antrieb und für das Abrollen der Abdeckung ist ein fünfter Antrieb vorgesehen, wobei der erste Antrieb für die Höhenverstellung des Abtragarms und der zweite Antrieb für die Abtragswalze jeweils ein Synchron-Servomotor ist.

[0009] Die Verwendung von Synchron-Servomotoren bringt gegenüber herkömmlichen Antrieben eine Gewichtsverringerung um mehr als 50%, was sich in der notwendigen Antriebskraft für die Höhenverstellung des Abtragarmes auswirkt. Zudem weisen Synchron-Servomotoren eine konstante Drehzahl auch bei unterschiedlicher Belastung auf und zeichnen sich aus durch eine hohe Überbelastbarkeit.

[0010] Vorteilhafterweise ist der Antrieb der Höhenverstellung mit einem sogenannten integrierten Absolutmultiturngeber versehen. Dies ermöglicht eine absolute Position des Abtragarms festzustellen. Dabei werden durch den Antrieb selbst die Umdrehungen der Abtriebsachse oder Bruchteile davon an die Steuerung weitergeleitet, wodurch der Steuerung des Antriebes jederzeit die Position des Abtragarms bekannt ist. Zudem ist es möglich über die Steuerung eine genaue Bewegung des Abtragarmes um eine bestimmte Distanz hervorzurufen. Synchron-Servomotoren entwickelt auch aus dem Stillstand das volle Drehmoment. Dies wirkt sich im Besonderen darin aus, dass sich beim Hubantrieb der Höhenverstellung beim Anfahren keine teilweise Rückwärtsbewegung ergibt. Der Abtragarm wird durch den Antrieb ohne Anlaufverzögerung in die gewünschte Richtung bewegt.

[0011] In einer vorteilhaften Ausführung ist der Antrieb für die Drehung des Abtragturms ebenfalls ein Synchron-Servomotor. Wird der Antrieb für die Drehung des Abtragturms ebenfalls mit einem Absolutmultiturngeber versehen, ist die absolute Position des Abtragturmes feststellbar. Es entfallen dadurch die bis anhin notwendigen Sensoren um eine Drehung um exakt 180° zu steuern.

[0012] Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der Antrieb für das Fahrwerk aus zumindest zwei Synchron-Servomotoren gebildet ist. Dabei werden zumindest zwei Räder des Fahrwerks jeweils einzeln durch die beiden Motoren direkt angetrieben. Die zumindest zwei Synchron-Servomotoren für das Fahrwerk sind steuerungstechnisch als elektronische Starrachse ausgebildet. Dadurch laufen die beiden angetriebenen Räder synchron, auch wenn einem der beiden Räder die notwendige Traktion fehlt. Durch den Synchronlauf wird ein Durchdrehen der Räder und eine damit einhergehende unbestimmte Fahrweise verhindert.

[0013] Bevorzugterweise ist auch der Antrieb der Rollvorrichtung für das Auf- und Abrollen der Abdeckung ein Synchron-Servomotor. Dieser wird derart verwendet, dass abhängig vom Durchmesser resp. der Menge des aufgerollten Bandes durch den Synchron-Servomotor das Band mit einem vorgegebenen Drehmoment gespannt wird. Die Aufrespektive Abrollgeschwindigkeit ergibt sich dann aus der Bewegung des Abtragturmes von selbst.

[0014] In einer besonders bevorzugten Ausführung sind die Synchron-Servomotoren als ein 6-Achsen-Servoantrieb ausgeführt. Dabei können sämtliche Antriebe des Ballenöffners über ein gemeinsames Steuergerät geführt werden, wodurch auch die Anbindung an die zentrale Maschinensteuerung vereinfacht wird. Ebenfalls ist vorteilhafterweise eine Energierückgewinnung bei einem Bremsen der Antriebe vorgesehen.

[0015] Besonders vorteilhaft ist im Abtragturm eine einzige Hubspindel, beispielsweise eine Gewindespindel, vorgesehen um die Höhenverstellung vorzunehmen. Die Hubspindel ist am Abtragturm ortsfest aufgehängt, wobei die Befestigung derart ausgeführt ist, dass die Hubspindel mit ihrer Längsachse in der senkrechten Bewegungsrichtung des Abtragarmes verläuft. Der Abtragarm ist über eine Kugelumlaufmutter mit der Hubspindel verbunden. Dadurch ergibt sich aus der Kombination der Kugelumlaufmutter mit der Hubspindel ein Kugelgewindetrieb. Zwischen der Hubspindel und der Kugelumlaufmutter bewegen sich in Laufrillen Kugeln, die beim Drehen axial wandern. Ein Rückführkanal in der Kugelumlaufmutter befördert die Kugeln wieder zurück und schliesst damit den Kreislauf in dem die Kugeln zirkulieren. Durch eine Drehung der Kugelumlaufmutter bei feststehender Hubspindel wird der Abtragturm abhängig von der Drehrichtung entlang der Längsachse nach unten oder nach oben bewegt. Der Kugelgewindetrieb kann nahezu spielfrei eingestellt werden und ermöglicht daher eine exakte Ausführung kleinster Bewegungen des Abtragarmes in Richtung der Längsachse der Hubspindel. Der Einsatz des Synchron-Servomotors als Antrieb der Kugelumlaufmutter hat den Vorteil, dass die Kugelumlaufmutter und damit der Abtragarm in ihrer Position gehalten werden ohne dass zusätzliche Bremsen aktiviert werden müssen. Auch im Stillstand wird durch den Synchron-Servomotor ein Drehmoment aufgebracht, welches die Kugelumlaufmutter und damit auch den Abtragarm in seiner Position verharren lässt. Ist der Synchron-Servomotor stromlos greift eine Bremse um den Abtragarm in Position zu halten und ein Absenken aufgrund des Eigengewichts zu vermeiden. Auch wird durch das zur Verfügung stehende Drehmoment des Synchron-Servomotors ein praktisch spielfreies Anfahren möglich.

[0016] Aus dem Stand der Technik sind Ballenöffner mit einer oder mehreren Abtragwalzen bekannt. Die erfindungsgemässe Ausführung des Ballenöffners ist davon unabhängig, ob eine oder mehrere Abtragwalzen eingesetzt werden.

[0017] Im Folgenden wird die Erfindung anhand Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1

Schematische Darstellung eines Ballenöffners in einer Draufsicht

Fig. 2

Schematische Darstellung eines Ballenöffners in einer Ansicht

[0018] Figur 1 und Figur 2 zeigen in einer schematischen Darstellung einen Ballenöffner 1 zum Abtragen von Faserflocken von Faserballen 2. Figur 1 zeigt den Ballenöffner 1 in einer Draufsicht und Figur 2 in einer Ansicht. Der Ballenöffner 1 besteht im Wesentlichen aus einem Abtragturm 3 und einem Abtragarm 5. Der Abtragarm 5 ist am Abtragturm 3 einseitig befestigt und frei auskragend über den Faserballen 2 angeordnet. Die Befestigung des Abtragarms 5 am Abtragturm 3 ist höhenverstellbar ausgeführt, sodass die Faserballen 2 kontinuierlich abgetragen werden können. Die Bewegung 14 des Abtragturms 5 dient unter anderem dazu eine gleichmässige Abtragung der Faserflocken 15 von der Oberfläche der Faserballen 2 zu gewährleisten. Der Antrieb der Höhenverstellung 14 erfolgt durch einen Synchron-Servomotor.

[0019] Der Abtragturm 3 ist mit einem Fahrwerk 4 ausgerüstet. Mit Hilfe des Fahrwerks 4 wird der Abtragturm 3 auf Schienen 6 entlang den Faserballen 2 bewegt. Durch diese Bewegung 13 wird der am Abtragturm 3 angebrachte Abtragarm 5 über die Oberfläche der Faserballen 2 geführt. Dabei sind zumindest zwei der vier dargestellten Räder des Fahrwerks 4 mit jeweils einem Synchron-Servomotor angetrieben.

[0020] Im Abtragarm 1 ist ein Abtragorgan, meist eine oder mehrere Abtragwalzen 7 angeordnet. Die Abtragswalze 7 wird durch einen Synchron-Servomotor in Drehung versetzt und entnimmt aus den Faserballen 2 Faserflocken 15. Die Faserflocken 15 werden durch den Abtragarm 5 und den Abtragturm 3 über einen Fasertransportkanal 8 zu einem pneumatischen Faserflocken-Transportsystem 16 gebracht. Das Faserflocken-Transportsystem 16 und damit auch der Transportweg von der Abtragswalze 7 zum Faserflocken-Transportsystem 16 stehen unter einem bestimmten Unterdruck, der zur pneumatischen Förderung der Faserflocken 15 von der Abtragswalze 7 durch das Faserflocken-Transportsystem 16 dient. Um diesen Unterdruck während der Bewegung 13 des Abtragturms 3 im Faserflocken-Transportsystem 16 und damit auch im Fasertransportkanal 8 aufrecht erhalten zu können, ist der Fasertransportkanal 8 mit einer beweglichen Abdeckung 9 zwischen dem Abtragturms 3 und dem Faserflocken-Transportsystem 16versehen. Während der Bewegung 13 des Abtragturms 3 wird die Abdeckung 9 in einer Rollvorrichtung 10 aufgerollt wenn sich die Distanz zwischen dem Abtragturm 3 und dem Faserflocken-Transportsystem 16 verringert und wiederum aufgerollt wenn si die Distanz zwischen dem Abtragturm 3 und dem Faserflocken-Transportsystem 16 vergrössert. Diese Auf- und Abrollbewegung der Abdeckung 9 wird in der Rollvorrichtung 10 durch einen Synchron-Servomotor angetrieben.

[0021] Im Ausführungsbeispiel nach Figur 1 und 2 ist der Abtragturm 3 drehbar ausgeführt. Durch eine Drehung 12 des Abtragturmes 3 um seine vertikale Achse wird der daran befestigte Abtragarm 5 auf die andere Seite des Fasertransportkanals 8 geschwenkt. Dadurch wird ein Abtragen von Faserballen 2 auf beiden Seiten des Fasertransportkanals 8 möglich. Die Drehbewegung 12 des Abtragturms 3 erfolgt mit einem Synchron-Servomotor.

Legende

[0022] 

1

Ballenöffner

2

Faserballen

3

Abtragturm

4

Fahrwerk

5

Abtragarm

6

Schienen

7

Abtragswalze

8

Fasertransportkanal

9

Abdeckung

10

Rollvorrichtung

12

Drehung Abtragturm

13

Bewegung Abtragturm

14

Höhenverstellung Abtragarm

15

Faserflocken

16

Faserflocken-Transportsystem

Ansprüche

1. Ballenöffner (1) zum Abtragen von Faserflocken (15) von Faserballen (2) mit einem Fahrwerk (4) und einem auf dem Fahrwerk (4) drehbar angeordneten Abtragturm (3), mit einem am Abtragturm (3) mit einer Höhenverstellung versehenen Abtragarm (5) mit einer darin gehaltenen Abtragswalze (7), und mit einem unter dem Abtragturm (3) angeordneten Faserflockentransportkanal (8) welcher mit einer über dem Faserflockentransportkanal (8) angeordneten und mit einer Rollvorrichtung (10) bewegbaren Abdeckung (9) versehen ist, wobei für die Höhenverstellung des Abtragarms (5) ein erster Antrieb, für die Abtragswalze (7) ein zweiter Antrieb, für die Drehung des Abtragturms (3) ein dritter Antrieb, für das Fahrwerk (4) ein vierter und fünfter Antrieb und für das Abrollen der Abdeckung (9) ein sechster Antrieb vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Antrieb für die Höhenverstellung des Abtragarms (5) und der zweite Antrieb für die Abtragswalze (7) jeweils ein Synchron-Servomotor ist.

2. Ballenöffner (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Antrieb für die Drehung des Abtragturms (3) ein Synchron-Servomotor ist.

3. Ballenöffner (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass durch einen integrierten Absolutmultiturngeber eine absolute Position des Abtragturms (3) feststellbar ist.

4. Ballenöffner (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der vierte und fünfte Antrieb für das Fahrwerk (4) aus zumindest zwei Synchron-Servomotoren gebildet ist.

5. Ballenöffner (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zwei Synchron-Servomotoren für das Fahrwerk (4) als elektronische Starrachse ausgebildet sind.

6. Ballenöffner (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der sechste Antrieb für die Rollvorrichtung (10) der Abdeckung (9) ein Synchron-Servomotor ist.

7. Ballenöffner (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein 6-achsen-Servoantrieb vorgesehen ist.

8. Ballenöffner (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Energierückgewinnung bei einem Bremsen der Antriebe vorgesehen ist.

9. Ballenöffner (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch einen integrierten Absolutmultiturngeber eine absolute Position der Höhenverstellung des Abtragarms (5) feststellbar ist.

10. Ballenöffner (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb zur Höhenverstellung des Abtragarmes (5) einen Kugelgewindetrieb umfasst.

Zeichnung