DE10244382B3

DE10244382B3 - Verfahren zum Entfernen von Drähten oder Bändern von gepressten Rohstoffballen sowie Drahtwickelvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE10244382B3
Application number: DE10244382A
Authority: DE
Inventors: Erich Peters; Eduard Gabanski; Alfred Pickel
Original assignee: Voith Paper Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2002-09-24
Filing date: 2002-09-24
Publication date: 2004-04-08
Anticipated expiration: 2022-09-25
Also published as: RU2318709C2; EP1545981A1; CN100526166C; RU2005112212A; US20050199310A1; AU2003260450A1; EP1545981B1; JP4308767B2; PL374173A1; AU2003260450B2; US7152634B2; WO2004028906A1; KR20050065551A; DE50304081D1; ATE331667T1; ES2266910T3; CN1684873A; JP2006500293A; DK1545981T3; CA2500102A1

Abstract

Das Verfahren dient zum Entfernen von Drähten (2, 2') oder Bändern von gepressten Rohstoffballen, z. B. Zellstoffballen, bei denen die Drähte oder Bänder mindestens je einen Kreuzungspunkt (3, 3') bilden. Dabei werden die Ballen mittels einer Ballenpositioniereinrichtung (4) in die Entdrahtungsposition gebracht, die Drähte oder Bänder durchtrennt und durch mindestens eine Drahtwickelvorrichtung (7) von dem Ballen (1) entfernt. DOLLAR A Erfindungsgemäß wird die Position der Kreuzungspunkte (3, 3') automatisch festgestellt, z. B. mithilfe einer intelligenten Kamera (5), und an eine Maschinensteuerung (10) übermittelt. Die Drahtwickelvorrichtung (7) kann dann automatisch zu diesem Kreuzungspunkt (3) hingeführt werden und in einem Arbeitsgang zwei Drähte gleichzeitig aufwickeln und entfernen. Hierdurch ist eine deutlich schnellere Taktzeit der Entdrahtungsstation erreichbar. Es wird auch eine Drahtwickelvorrichtung beschrieben, die für die Durchführung des Verfahrens besonders vorteilhaft ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und auf eine Drahtwickelvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 10.

Verfahren und Vorrichtungen dieser Art werden z.B. in der Papierindustrie verwendet. Oft wird nämlich der Rohstoff für die Papiererzeugung, also Zellstoff oder Altpapier, in gepressten Ballen angeliefert, die durch Drähte oder Bänder zusammengehalten werden. Bevor die Rohstoffe dann z.B. in einem Stofflöser zu einer wässrigen Suspension verarbeitet werden, müssen solche Drähte oder Bänder in der Regel entfernt werden. Das kann zwar auch manuell geschehen, ist aber gefährlich und aufwändig. Daher sind Verfahren der hier genannten Art entwickelt worden, mit deren Hilfe die Entfernung von Drähten und Bändern automatisch vonstatten gehen kann. Wickelvorrichtungen, die für solche Verfahren verwendet werden können, sind z.B. aus der DE 28 21 336 C2 bekannt. Eine wichtige Anforderung an solche Verfahren liegt in einer möglichst hohen Taktrate bei der Entdrahtung, d.h. dass pro Stunde möglichst viele Ballen verarbeitet werden sollen. Die Entdrahtungsstation mit einer Vielzahl von Vorrichtungen ist nämlich sehr aufwändig und sollte optimal genutzt werden können.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, die Verfahren der genannten Art so zu verbessern, dass die Entfernung von Drähten oder Bändern von Papier- oder Zellstoffballen noch schneller möglich ist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Der Anspruch 10 beschreibt eine Drahtwickelvorrichtung, die zur Durchführung des Verfahrens besonders gut geeignet ist.

Da bei Ausführung des Verfahrens die Kreuzungspunkte der Drähte bzw. Bänder ausgewählt werden, um dort die Drahtwickelvorrichtung anzusetzen, ist es möglich, mit jedem Wickelvorgang mit derselben Drahtwickelvorrichtung zwei Drähte gleichzeitig zu erfassen und zu entfernen. Das Verfahren ist automatisierbar und daher besonders wirtschaftlich.

Das Verfahren und seine Vorteile werden erläutert an Hand von Zeichnungen, welche zeigen:
1 schematisch in perspektivischer Darstellung: Die wesentlichen zur Durchführung des Verfahrens erforderlichen Elemente;
2a – 2c eine besonders geeignete Drahtwickelvorrichtung in drei Arbeitsstellungen;
3 Teile der Drahtwickelvorrichtung aus 2a bis 2c;
4 den Außenzylinder der 3 in Abwicklung.
An der Darstellung der 1 lassen sich die zur Durchführung des Verfahrens erforderlichen Schritte sehr einfach erläutern. Die technischen Elemente sind so dargestellt, dass Aufgabe und Funktion erklärt werden können. Konstruktive Details sind dieser Figur nicht entnehmbar.
Der gezeigte Ballen 1 ist so positioniert, dass an den senkrecht stehenden Seitenflächen nur etwa senkrechte Drähte vorhanden sind. Das bedeutet, dass in der hier gezeigten Lage die Schichtung des Ballens waagerecht und die Pressrichtung senkrecht ist. Er wird durch nicht gezeigte Fördereinrichtungen, z.B. Kettenförderer, Rollenbahnen oder Plattenbandförderer, in die Entdrahtungsstation transportiert und in eine Lage gebracht, bei der sich die Kreuzungspunkte 3 und 3' der Drähte 2 und 2' an der Oberseite des Ballens 1 befinden. Dann wird diese Oberseite durch die Ballenpositioniereinrichtung 4 (doppelte Hubeinheit) auf eine Höhe gebracht, über der ein Schwenkarm mit Teleskopiereinrichtung 6 und Drahtwickelvorrichtung 7 einschwenkt, um die Drähte zu entfernen. Mit Hilfe einer intelligenten Kamera 5, welche die Oberseite des Ballens 1 abtastet, wird die Lage der Drähte erfasst, die Kreuzungspunkte 3 und 3' ermittelt und die Koordinaten an die Maschinensteuerung 10 übermittelt. Über die Maschinensteuerung 10 erfolgt die Ansteuerung der Antriebe für die Schwenkeinrichtung 8 und die Teleskopiereinrichtung 6, die die Drahtwickelvorrichtung 7 zu den Kreuzungspunkten 3 und 3' hin bewegen. Außerdem wird die Position entsprechend den Höhenabweichungen der Ballenoberfläche von der idealen waagerechten Ebene korrigiert. Wird die in den 2a – c, 3 und 4 dargestellte und später noch beschriebene Drahtwickelvorrichfung verwendet, erfolgt bei ihrer Positionierung eine Korrektur der Statorspitzenstellung entsprechend dem ausgeführten Schwenkwinkel der Schwenkeinrichtung 8, damit die durch die Drahtführungsschlitze 17 gebildeten Statorspitzen genau über den Sektoren stehen, die durch die Drähte am Kreuzungspunkt 3, 3' gebildet werden. Nach erfolgter Korrektur wird die Wickeleinheit auf den Ballen abgesenkt, bis die Statorspitzen auf der Ballenoberfläche aufliegen. Als Antriebe können Drehantriebe, Zahnstangenantriebe oder Hydraulikzylinder dienen, die mit Positionssensoren bestückt sind.
Gleichzeitig werden – hier nur angedeutete – Schneidvorrichtungen 9 und 9', ebenfalls von der Maschinensteuerung 10 angesteuert, mittels Linearachsen, die mit einem Servoantrieb ausgerüstet sein können, in je eine Schnittposition gebracht, in der das Durchtrennen der Drähte 2 und 2' erfolgt. Die Schnittstellen des Drahtes werden so gewählt, dass beide Enden, vom Kreuzungspunkt 3 aus gesehen, annähernd gleich lang sind. Auch auf diese Weise lässt sich die Taktrate des Verfahrens erhöhen. Das Ansetzen der Schneidvorrichtungen an den Ballen kann durch druckgesteuerte Hydraulikzylinder vorgenommen werden.
Auch wenn diese 1 nur eine einzige Drahtwickelvorrichtung 7 mit zugehörigem Schwenkarm und Teleskopiereinrichtung 6 zeigt, ist es von Vorteil, mehrere solcher vorzusehen. Am schnellsten arbeitet das Verfahren mit einer Entdrahtungsstation, bei der die Anzahl der Drahtwickelvorrichtungen ausreicht, um alle Drähte gleichzeitig erfassen zu können. Eine zweckmäßig programmierte Maschinensteuerung weist dann jeder Drahtwickelvorrichtung einen erreichbaren Kreuzungspunkt zu, so dass diese gleichzeitig arbeiten können. Für jede der Drahtwickelvorrichtungen ist dann eine Teilfläche des Ballens erreichbar. In der Regel enthalten solche Ballen ein bis vier Kreuzungspunkte auf einer Fläche. Dann ist zweckmäßigerweise beiderseits der Ballenpositioniereinrichtung 4 je ein solcher Schwenkarm mit Teleskopiereinrichtung 6 zu verwenden, wobei die beiden Schwenkeinrichtungen 8 diagonal gegenüberliegend anzuordnen wären.
Die Schneidvorrichtungen 9 und 9' können so montiert sein, dass sie zusammen mit dem Ballen 1 durch die Ballenpositioniereinrichtung 4 in der Vertikalen bewegt werden. Von welcher Seite her die Schneidvorrichtungen in Schnittposition gebracht werden, hängt von den räumlichen Gegebenheiten ab und eventuell von dem bereits erwähnten Wunsch, beim Schneiden möglichst gleich lange Enden bezüglich des Kreuzungspunktes zu erhalten. Üblicherweise wird man die Schneidvorrichtungen seitlich, also an den zur Ballen- Transportrichtung (Pfeil 11) parallelen Flächen, ansetzen. Die Flächen, die senkrecht zur Transportrichtung (Pfeil 11) stehen, sind aus maschinenbaulichen Gründen nicht so gut geeignet, weshalb zumeist für die nicht seitlich erfassbaren Drähte die Schneidvorrichtungen von unten an den Ballen herangeführt werden.
Nach der Entfernung aller Drähte kann der Ballen 1 auf ein hier nicht gezeigtes Förderband abgesenkt und in Transportrichtung (Pfeil 11) aus der Entdrahtungsstation herausgefahren werden. Gleichzeitig folgt der neue noch verdrahtete Ballen.
Eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besonders gut geeignete Drahtwickelvorrichtung zeigen die 2a bis 2c. Diese enthält einen zentral angeordneten hohlzylindrischen Wickelrotor 12 mit mindestens zwei vom Arbeitsende des Hohlzylinders ausgehenden schraubenlinienförmigen, die Zylinderwand durchdringenden Schlitzen (hier nicht gezeichnet). Dieser Wickelrotor 12 wird von einem Stator 15 umgeben, der mindestens zwei, vorzugsweise vier, ebenfalls von seinem Außenende ausgehende schraubenlinienförmige, gegenläufig zu den Schlitzen des Wickelrotors verlaufende Drahtführungsschlitze (hier nicht gezeichnet) aufweist. Der hohlzylindrische Wickelrotor 12 setzt sich in einer als Hohlwelle ausgebildeten Antriebswelle 13 fort. In dieser Hohlwelle befindet sich ein Drahtausstoßer 14. 2a zeigt die Arbeitsstellung vor dem Wickeln, d.h. der Drahfausstoßer 14 befindet sich in der Grundstellung. Nach dem Drahterfassen entsteht durch die Drehung des Wickelrotors 12 ein Drahtcoil 16 im Stator 15, wie 2b zeigt. Dabei kann der Abschwenkvorgang schon beginnen, bevor die Drähte vollständig aufgewickelt sind, wodurch Zeit gespart wird. 2c zeigt den Drahtausstoßer 14 in der Endlage der Ausstoßposition, nachdem er durch einen – nicht gezeigten – Hydraulik- oder Pneumatikzylinder mit Verdrehsicherung bewegt, das Drahtcoil 16 ausgestoßen hat. Gleichzeitig mit dem Ausstoßvorgang erfolgt eine Drehbewegung des Wickelrotors 12 zur Verminderung der Reibung zwischen Drahtcoil 16 und Stator 15. Möglichkeiten zur Entfernung von gewickelten Drähten aus der Drahtwickelvorrichtung 7 sind an sich bekannt. Dabei ist zu unterscheiden, ob es sich um metallische Drähte oder um Kunststoffbänder handelt. Günstig ist bei Metalldrähten, relativ eng gewickelte coils zu bilden, die sich gut transportieren lassen. Sie sind als relativ sauberer Rohstoff ohne weiteres als verkaufsfähiges Produkt anzusehen, können also recycled werden.
Eine ähnliche Drahtwickelvorrichtung ist aus der bereits erwähnten DE 28 21 336 C2 bekannt. Mit Vorteil ist die bekannte Vorrichtung so verbessert und dadurch auf das Verfahren abgestimmt, dass der Stator in einem bestimmten Winkelbereich, vorzugsweise ca. 30°, um seine Achse drehbar ist, um dadurch die am Ballen anliegenden Drähte oder Bänder abzuheben. 3 zeigt links einen Stator 15 sowie rechts davon den Wickelrotor 12 mit der Antriebswelle 13. Zur besseren Anschaulichkeit sind diese beiden Teile nicht in gebrauchsfähiger Anordnung, also nicht zusammengesteckt gezeichnet. Man erkennt die vorn liegenden schraubenlinienförmigen, die Zylinderwand durchdringenden Drahtführungsschlitze 17 im Stator 15. Auch der im hohlzylindrischen Wickelrotor 12 angebrachte vorn liegende Schlitz 18 ist eingezeichnet. Die Ausrichtung der Schlitze in diesen beiden Bauteilen ist gegenläufig, so dass durch Drehung des hohlzylindrischen Wickelrotors 12 innerhalb des Stators 15 die Drähte oder Bänder aufgewickelt werden können. Da der Stator 15 in einem begrenzten Winkelbereich drehbar ist und dadurch die Drähte vom Ballen in den Drahtführungsschlitz 17 einzieht, kann zwischen dem Arbeitsende des Wickelrotors 12 und des Stators 15 ein kleiner Abstand a von wenigen Millimetern vorgesehen sein. Auch das dient der Schonung der Ballen.
Die Abwicklung des Umfangs des Stators 15 gemäß 4 verdeutlicht, dass insgesamt vier Drahtführungsschlitze 17 vorhanden sind. Dabei kann z.B. im Bereich des Arbeitsendes ein Schlitzwinkel α gewählt werden, der flacher ist als der Winkel β im übrigen Bereich. Dadurch wird der Draht zunächst besonders leicht abgehoben und später beim eigentlichen Wickelvorgang sicher nach oben in den Schlitzgrund geführt. Der Drahtführungsschlitz 17 kann auch mit progressiver Steigung ausgeführt sein.
Mit einer solchen Drahtwickelvorrichtung kann ein Drahtcoil 16 gebildet werden, ohne dass dabei die Oberfläche des Ballens nennenswert beschädigt wird. Wie später noch erklärt wird, ist eine solche Beschädigung, insbesondere bei hochwertigen Zellstoffballen, unerwünscht. Da die Drahtwickelvorrichtung 7 "punktgenau" zum Kreuzungspunkt geführt wird, ist diese Vorrichtung in der Lage, alle vier Drahtenden eines Kreuzungspunktes sicher zu fassen. Die Drehbeweglichkeit des Stators 15 kann relativ gering sein. Normalerweise wird er nach Abschluss des Wickelvorganges wieder in die Ausgangsstellung zurückgedreht.
Auch wenn das beschriebene Verfahren grundsätzlich für Ballen mit verschiedenen Rohstoffen, z.B. Altpapier, Zellstoff, Linters oder Baumwolle, anwendbar ist, entfaltet es seine Vorteile jedoch besonders bei der Entdrahtung von Zellstoffballen. Zunächst einmal sind handelsübliche Zellstoffballen beträchtlich kleiner als handelsübliche Altpapierballen. Zur selben Produktion müssen also mehr Zellstoffballen geöffnet werden, was zu einer, höheren Anforderung an die erzielbare Taktrate führt. Nicht weniger wichtig ist aber, dass der relativ hochwertige und teure Zellstoff dort eingesetzt wird, wo besonders hohe Anforderungen an das erzeugte Papier gestellt werden. Es ist daher zu vermeiden, mit dem Schneiden und Aufwickeln der Ballendrähte die Außenlage der Ballen zu beschmutzen oder die Fasern zu beschädigen. Das erfindungsgemäße Verfahren dient in ganz besonderer Weise der Rohstoffschonung, da die Drahtwickelvorrichtungen und Schneidvorrichtungen gezielt an wenigen Stellen eingesetzt werden. Auch die Tatsache, dass Zellstoffballen normalerweise gleichmäßiger in ihrer Größe und Verdrahtungsform sind, kommt dem Ziel des Verfahrens entgegen, nämlich auf schnelle und einfache Weise die Drähte zu finden und zu entfernen.

Claims

Verfahren zum Entfernen von Drähten (2, 2') oder Bändern von gepressten Rohstoffballen, bei denen die Drähte (2, 2') oder Bänder so angebracht sind, dass sie an mindestens zwei Ballenseiten mindestens je einen Kreuzungspunkt (3, 3') bilden, – wobei die Ballen mittels einer Ballenpositioniereinrichtung (4) in die Entdrahungsposition gebracht werden, – die Lage der Drähte mit Hilfe eines Drahtsuchers automatisch festgestellt und eine Drahtwickelvorrichtung (7) über dem Draht positioniert wird, – die Drähte oder Bänder durchtrennt werden und – durch mindestens eine Drahtwickelvorrichtung (7) von dem Ballen (1) entfernt werden, dadurch gekennzeichnet, dass auf mindestens einer Bailenseite die Position des Kreuzungspunktes (3, 3') automatisch festgestellt und an eine Maschinensteuerung (10) übermittelt wird, die die Drahtwickelvorrichtung (7) zu diesem Kreuzungspunkt (3) führt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Position des Kreuzungspunktes (3, 3') mittels einer die entsprechende Seite des Ballens (1) abtastenden automatischen Kamera (5) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drahtwickelvorrichtung (7) an einer Teleskopiereinrichtung (6) befestigt ist und von dieser und einer Schwenkeinrichtung (8) von der Maschinensteuerung (10) angesteuert bewegt wird.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionen der Kreuzungspunkte (3, 3') auf der oben liegenden Seite des Ballens (1) ermittelt werden.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drähte (2, 2') oder Bänder durch Schneidvorrichtungen (9, 9') aufgetrennt werden, deren Schnittposition in Abhängigkeit von der festgestellten Position der Kreuzungspunkte (3, 3') automatisch angefahren wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittposition so gelegt wird, dass von dem von der Maschinensteuerung (10) vorgegebenen Wickelpunkt ausgehend die Länge der Drähte oder Bänder annähernd gleich ist.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Drahtwickelvorrichtungen (7) verwendet werden und dass diese so angesteuert werden, dass die Außenfläche des Ballens, an der sie positioniert werden, in zwei Teilflächen aufgeteilt ist, die jeweils nur von einer der Drahtwickelvorrichtungen erreicht werden können.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Schneidvorrichtung (9) an der Seitenfläche und mindestens eine Schneidvorrichtung (9') unterhalb des in Position gebrachten Ballens (1) angreift.
Verwendung des Verfahrens nach einem der voranstehenden Ansprüche zur Entdrahtung von Zellstoffballen.
Drahtwickelvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der voranstehenden Ansprüche, mit einer Ballenpositioniereinrichtung, einem Drahtsucher, mindestens einer Schneidvorrichtung und mit einem zentral angeordneten hohlzylindrischen Wickelrotor (12), der mindestens zwei vom Arbeitsende des Wickelrotors (12) ausgehende schraubenlinienförmige, die Zylinderwand durchdringende Schlitze (18) aufweist sowie mit einem diesen Wickelrotor (12) umgebenden Stator (15), der mindestens zwei ebenfalls von seinem Arbeitsende ausgehende schraubenlinienförmige, gegenläufig zu den Schlitzen des Wickelrotors (12) verlaufende Drahtführungsschlitze (17) aufweist, wobei der Wickelrotor (12) sich in einer als Hohlwelle ausgebildeten Antriebswelle (13) fortsetzt, in der ein Drahtausstoßer (14) untergebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschinensteuerung zur Positionierung von Wickelrotor (12) und Stator (15) über einem Drahtkreuzungspunkt (3, 3') ausgebildet ist, dass der Stator (15) mit mindestens vier Drahtführungsschlitzen (17), die in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt sind, versehen ist und relativ zum Ballen (1) eine Drehbewegung von mindestens 10° und maximal 90°, vorzugsweise 10 – 30°, ausführen kann und dass diese Drehbewegung in Gegenrichtung zur Drehbewegung des Wickelrotors (12) auszuführen ist.
Drahtwickelvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (15) exakt vier Drahtführungsschlitze (17) aufweist.
Drahtwickelvorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Drahtführungsschlitze (17) im Bereich der Drahtaufnahme einen Schlitzwinkel α aufweisen, der flacher ist als der Winkel β im übrigen Bereich des Schlitzes.
Drahtwickelvorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Drahtführungsschlitze (17) eine von der Drahtaufnahmeseite her gesehen, progressive Steigung aufweisen.
Drahtwickelvorrichtung nach Anspruch 10, 11, 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Drahtführungsschlitze (17) abgerundet sind.
Drahtwickelvorrichtung nach Anspruch 10, 11, 12, 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitze (18) des Wickelrotors (12) nicht abgerundet sind.