DE202018103167U1

DE202018103167U1 - Sicherheitseinrichtung für eine Austragvorrichtung einer Ballenpresse

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Publication number: DE202018103167U1
Application number: DE202018103167.8U
Authority: DE
Original assignee: Autefa Solutions Germany GmbH
Current assignee: Autefa Solutions Germany GmbH
Priority date: 2018-06-06
Filing date: 2018-06-06
Publication date: 2019-09-09
Anticipated expiration: 2028-06-07
Also published as: WO2019234067A1

Abstract

Sicherheitseinrichtung für eine stationäre Ballenpresse (2,3) mit einer Austragvorrichtung (5) für zugeführte kurz geschnittenen Fasern, insbesondere Kunstfasern, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitseinrichtung (4) eine Detektionseinrichtung (12) aufweist, die für die Detektion einer Wickelbildung von Fasern an der Austragvorrichtung (5) ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitseinrichtung für eine Austragvorrichtung einer stationären Ballenpresse und eine Austragvorrichtung mit den Merkmalen im Oberbegriff des Hauptanspruchs.
Aus der Praxis sind stationäre Ballenpressen zur Herstellung von Pressballen aus geschnittenen Fasern, insbesondere Kunstfasern, bekannt. Derartige Ballenpressen besitzen unter anderem eine Austragvorrichtung für zugeführte kurz geschnittene Fasern, insbesondere Kunstfasern. Bei der Herstellung von solchen Pressballen zeigten sich in der Praxis Probleme mit der Produktions- und Betriebssicherheit.
Die DE 20 2012 100 284 U1 zeigt eine Ballenpresse mit mehreren an einen Presskasten seitlich anschließenden Fülleinrichtungen mit Sammelschacht und Füllschieber.
Die EP 0 178 767 A1 befasst sich mit der Konstruktion einer Ballenpresse und ihrer Presskammer mit schwenkbarer Ladeklappe. Eine vorgeschaltete Zuführeinrichtung weist ein Förderband und eine Stachelwalze auf.
Aus den gattungsfremden DE 35 35 428 Al, DE 11 2016 005 005 T5 und DE 102 38 900 A1 sind Temperaturwächter für Wälz- und Gleitlager bekannt. Die DE 10 2009 012 240 A1 zeigt eine magnetischen Drehüberwachung von Lagerrollen einer linearen Rollenführung für Blech- oder Schmiedepressen.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Sicherheitstechnik für eine Ballenpresse aufzuzeigen.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen in den selbstständigen Ansprüchen.
Die beanspruchte Sicherheitstechnik, d.h. die Sicherheitseinrichtung und das Sicherheitsverfahren, und die damit ausgerüstete Austragvorrichtung sowie stationäre Ballenpresse und auch Ballenpressanlage, haben verschiedene Vorteile.
Die Sicherheitstechnik weist eine Detektionseinrichtung bzw. ein Detektionsverfahren auf, die eine Wickelbildung von Fasern an der Austragvorrichtung detektieren. Die Detektionseinrichtung ist hierfür entsprechend ausgebildet und angeordnet. Wenn mittels der Detektion eine Wickelbildung festgestellt wird, kann die Sicherheitseinrichtung eine geeignete Sicherheitsmaßnahme auslösen.
Mit der Erfindung wurde erkannt, dass die Probleme auf eine mögliche Wickelbildung von Fasern an der Austragvorrichtung zurückgeführt werden können. Solche Faserwickel können sich insbesondere an einzeln oder mehrfach vorhandenen beweglichen, insbesondere umlaufend bewegten, Austragmitteln bilden. Die Wickelbildung kann mehrere und unterschiedliche Ursachen haben. Die Faserwickel können z.B. durch Anhaften von Fasern an Teilen der Austragvorrichtung, durch gegenseitiges Verkleben von Fasern oder auch durch Mängel im Faserschnitt und Fasern mit Überlänge sowie durch Verklumpung von Fasern entstehen. Ein Faserwickel kann an Teilen der Austragvorrichtung anhaften.
Unter einem Faserwickel wird eine zusammenhängende Ansammlung von Fasern verstanden, die eine gewisse Festigkeit und Formstabilität hat. Sie kann durch Anlagerung weiterer Fasern wachsen. Sie kann sich auch verdichten, z.B. durch eine Relativbewegung von Teilen der Austragvorrichtung und durch interne Faserbewegungen. Der Faserwickel kann z.B. eine klumpenartige Form und/oder eine längliche, zopfartige Form haben. Ein Faserwickel kann sich auch um ein ggf. bewegtes Teil der Austragvorrichtung, z.B. eine rotierende Welle, herumwinden.
Die Faserwickel können an der Austragvorrichtung verbleiben und können unterschiedliche Störungen verursachen. Bei einem Faserwechsel können Fasern aus dem Wickel im Pressenbetrieb in kleinen Teilen wieder abgegeben werden und das neue Fasergut kontaminieren. Faserwickel können andererseits die Bewegungen der Austragmittel behindern. Sie können zerrieben und verschmutzt oder auch überhitzt und angekohlt werden. Faserwickel können auch in den Lagerbereich der beweglichen Austragmittel oder in einen Freilaufspalt zwischen einem Austragmittel und einem umgebenden Gehäuse der Austragvorrichtung gelangen. Gewisse Arten von Fasern, insbesondere Kunstfasern, haben auch eine niedrige Schmelztemperatur und Entzündungstemperatur. In Verbindung mit mechanischer Reibung kann dies zu einem Abtropfen von Schmelze in den nachfolgenden Pressenbereich und zu einer Brandgefahr führen.
Mit der beanspruchten Sicherheitstechnik lassen sich solche wickelbedingten Störungen vorbeugend vermeiden.
Die Sicherheitstechnik ist bevorzugt der Austragvorrichtung zugeordnet. Die Sicherheitstechnik kann im Wege der Erstausrüstung herstellerseitig an der Austragvorrichtung angeordnet, insbesondere integriert werden. Die Sicherheitstechnik kann aber auch an einer bestehenden Austragvorrichtung nachgerüstet oder umgerüstet werden. Die Sicherheitstechnik kann eine eigenständige technische und wirtschaftliche Einheit sein. Sie kann auch Bestandteil einer Austragvorrichtung, einer Ballenpresse und einer Ballenpressanlage sein.
In einer vorteilhaften Ausführung sind die Detektionseinrichtung und das Detektionsverfahren vorgesehen und ausgebildet, eine Wickelbildung von Fasern an einer Lagerung und/oder an einem Freilaufspalt von einem oder mehreren beweglichen Austragmitteln, insbesondere rotierenden Austragwalzen, der Austragvorrichtung zu detektieren.
Die Detektierung kann eine Wickelbildung von Fasern unmittelbar und/oder mittelbar erfassen. Die Detektionseinrichtung und das Detektionsverfahren können hierfür entsprechend vorgesehen und ausgebildet sein.
Eine unmittelbare Detektion ist z.B. auf optischem Wege durch einen optischen Sensor, z.B. eine Kamera oder auf andere Weise möglich. Eine mittelbare Detektion kann z.B. durch Erfassung einer Temperaturerhöhung erfolgen. Es können auch andere physikalische Folgeerscheinungen einer Wickelbildung erfasst werden, z.B. durch Detektion von Geräuschen, Gasentwicklung, Leistungsänderungen oder dgl..
Eine Temperaturerhöhung kann insbesondere im Bereich von einer Lagerung eines Austragmittels und/oder von einem Freilaufspalt erfolgen. Hier besteht die größte Gefahr einer unerwünschten Ansammlung von Fasern und der Bildung eines Faserwickels.
Eine Temperaturerhöhung kann in unterschiedlicher Weise sensorisch erfasst werden. Günstig ist eine Anordnung von ein oder mehreren Thermosensoren im Bereich von einer Lagerung und/oder von einem Freilaufspalt. Der oder die Thermosensoren können am Gehäuse der Austragvorrichtung und/oder am beweglichen Austragmittel, insbesondere einer rotierenden Austragwalze, z.B. an deren Schaft oder Welle, angeordnet sein.
Ein Thermosensor kann z.B. als Wärmefühler zur Erfassung einer Wärmeleitung am Gehäuse und/oder Austragmittel ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich sind andere sensorische Erfassungsmöglichkeiten gegeben, z.B. durch eine optische Wärmeerfassung durch eine Wärmebildkamera, insbesondere Infrarotkamera oder dgl..
Die Erfassung einer Wickelbildung von Fasern auf thermischem Wege hat den Vorteil, dass eine Wickelbildung einerseits mit ausreichender Detektionssicherheit und andererseits rechtzeitig vor Eintritt der genannten Störungen, z.B. Anschmelzen und/oder Entzünden von Fasern, erfolgen kann. Der oder die Thermosensoren können auf eine Auslösetemperatur ansprechen, die im Bereich zwischen einer normalen Betriebstemperatur und einer in der Regel deutlich höheren Schmelztemperatur und/oder Entzündungstemperatur liegt. Bei Überschreiten der Auslösetemperatur kann die Sicherheitseinrichtung in geeigneter Weise reagieren. Die Auslösetemperatur kann faserspezifisch sein. Sie kann definiert bzw. vorgegeben werden.
Die Sicherheitseinrichtung kann außer der Detektionseinrichtung eine Anzeige und/oder einen Sicherheitsaktor aufweisen, welcher eine Sicherheitsmaßnahme an der Ballenpresse durchführt. Eine Anzeige und ein Sicherheitsaktor können jeweils einzeln oder mehrfach vorhanden sein. Es kann auch mehrere unterschiedliche Anzeigen bzw. Sicherheitsaktoren geben.
Eine Anzeige kann optisch und/oder akustisch und/oder haptisch ein Signal, insbesondere ein Alarmsignal, abgeben. Dies kann z.B. ein optisches und akustisches Alarmsignal und eine Warn- oder Störungsmeldung an den Steuerstand einer Ballenpresse oder Ballenpressanlage sein.
Ein Sicherheitsaktor kann z.B. die Ballenpresse automatisch abstellen. Der gleiche oder einer anderer Sicherheitsaktor kann eine Faserzufuhr zur Ballenpresse umschalten. Hierbei kann die Faserzufuhr zur Ballenpresse blockiert werden. Die Faserzufuhr kann andererseits in redundanter Weise zu einer anderen bereitstehenden oder ggf. schon laufenden Ballenpresse umgeleitet werden.
Der gebildete Faserwickel kann auf geeignete Weise entfernt werden, z.B. durch manuellen Eingriff an der abgeschalteten Ballenpresse bzw. abgeschalteten Austragvorrichtung.
Eine andere vorbeugende Sicherheitsmaßnahme kann in einem Ausblasen von Luft oder einem anderen bevorzugt gasförmigen Fluid an der Lagerung eines beweglichen Austragmittels bestehen. Sich nähernde Fasern werden dadurch weggeblasen und an einem Zutritt in die Lagerstelle gehindert.
Die Anzeige(n) und/oder der oder die Sicherheitsaktor(en) sind mit der Detektionseinrichtung verbunden. Die Sicherheitseinrichtung kann ferner eine Steuerung aufweisen. Dies kann eine eigene separate und hardwaremäßige Steuerung sein. Alternativ ist ein Steuermodul möglich, das in eine andere Steuerung, z.B. in die Steuerung der Ballenpresse oder in die Anlagensteuerung einer Ballenpressanlage oder dgl. integriert ist. Ein solches Steuermodul kann softwaremäßig und/oder hardwaremäßig ausgebildet sein. Die Detektionseinrichtung, die Anzeige und/oder der oder die Sicherheitsaktor(en) können mit der Steuerung verbunden sein.
In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.
Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielhaft und schematisch dargestellt. Im Einzelnen zeigen:

1: Eine perspektivische Ansicht einer Ballenpressanlage mit mehreren Ballenpressen mit jeweils einer Austragvorrichtung und einer Sicherheitseinrichtung,
2: eine Seitenansicht der Ballenpressanlage von 1,
3 und 4: perspektivische Ansichten einer Austragvorrichtung aus entgegengesetzten Blickrichtungen,
5: eine Unteransicht der Austragvorrichtung von 3 und 4,
6: einen Querschnitt durch eine Austragvorrichtung gemäß 3 bis 5,
7: einen Längsschnitt durch eine Austragvorrichtung gemäß 3 bis 6,
8: eine Stirnansicht der Antriebsseite der Austragvorrichtung mit einer Sicherheitseinrichtung und
9: eine Stirnansicht der anderen Seite der Austragvorrichtung in transparenter Darstellung mit einer Sicherheitseinrichtung.

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitseinrichtung (4) und ein Sicherheitsverfahren für eine Austragvorrichtung (5) einer Ballenpresse (2,3). Die Erfindung betrifft auch eine Austragvorrichtung (5), die mit einer Sicherheitseinrichtung (4) ausgerüstet ist. Zur Erfindung zählen zudem eine Ballenpresse (2,3) mit einer Austragvorrichtung (5) nebst Sicherheitseinrichtung (4) und eine Ballenpressanlage (1) mit mehreren solcher Ballenpressen (2,3). Die Erfindung bezieht sich ferner auch auf ein Verfahren zur Herstellung von Pressballen.
1 und 2 zeigen eine Ballenpressanlage (1), in der mehrere Ballenpressen (2,3) in geeigneter Weise angeordnet sind, z.B. in einer Reihe. In einer anderen Ausführung ist auch eine Einzelanordnung einer Ballenpresse (2) möglich. Die Ballenpressen (2) sind der Übersicht halber ohne ihr Gerüst dargestellt.
Die gezeigten Ballenpressen (2,3) sind untereinander z.B. gleichartig ausgebildet. Die einzeln oder mehrfach vorhandenen Ballenpressen (2,3) sind jeweils als stationäre Ballenpresse ausgebildet. Diese unterscheidet sich von beweglichen Ballenpressen, die z.B. auf landwirtschaftlichen Anhängern angeordnet sind.
Die ein oder mehreren Ballenpressen (2,3) sind für die Herstellung von hochverdichteten Pressballen aus zugeführten kurz geschnittenen Fasern vorgesehen und ausgebildet. Die Fasern sind vorzugsweise Kunstfasern. Sie können aus einem Kunststoff, z.B. Acryl, Polyester oder dgl. bestehen. Die Fasern können aus einem einheitlichen Kunststoff oder einer Materialmischung von unterschiedlichen Kunststoffen bestehen.
Die kurz geschnittenen Fasern werden aus langen Fasersträngen, sogenanntem Tow, hergestellt. Sie werden dazu z.B. mittels einer Schneidvorrichtung (nicht dargestellt) von den Fasersträngen in der gewünschten und vorzugsweise gleichbleibenden Länge abgeschnitten. Solche kurz geschnittenen Fasern werden auch als Stapelfaser bezeichnet.
Die Fasern werden der oder den Ballenpressen (2,3) mittels einer Faserversorgung (30) in geeigneter Weise zugeführt, z.B. in einem Luftstrom, der durch die kanalförmige Faserversorgung (30) strömt. Die Faserversorgung (30) kann an eine oder mehrere Ballenpressen (2,3) angeschlossen sein.
Die jeweilige Ballenpresse (2,3) weist eine Faserzuführung (6) auf, mit der die Fasern aus der Faserversorgung (30) entnommen und in die Ballenpresse (2,3) eingeführt werden. Die Faserzuführung (6) kann z.B. als Kondenser ausgebildet sein, der die Fasern aus dem Luftstrom abscheidet.
Die Ballenpressen (2,3) weisen jeweils eine Presseinrichtung (9) auf, mit der die zugeführten Fasern in einem vorzugsweise beweglichen Presskasten (nicht dargestellt) zu einem Pressballen mit hoher Presskraft, z.B. von 500 to, verdichtet und verpresst werden. Die Presseinrichtung (10) weist hierfür obere und untere stationäre und/oder beweglichte Pressstempel und einen geeigneten, z.B. hydraulischen, Pressstempelantrieb auf.
Die Fasern werden der Presseinrichtung (9) von der bevorzugt oben liegenden Faserzuführung (6) über einen aufrechten Schacht (7), eine dortige Austragvorrichtung (5) und eine Fülleinrichtung (8) zugeführt. Die Austragvorrichtung (5) befindet sich im Schacht (7) und unterhalb der Faserzuführung (6). Unterhalb der Austragvorrichtung (5) ist die Fülleinrichtung (8) angeordnet. Diese ist vorzugsweise an die Presseinrichtung (9) angeschlossen.
Der Schacht (7) ist ein Füllschacht, in dem die zugeführten Fasern oderhalb der Austragvorrichtung (5) aufgestaut werden. Die Austragvorrichtung (5) fördert die Fasern gesteuert im Schacht (7) nach unten zur Fülleinrichtung (8). Die Austragvorrichtung (5) kann andererseits die Luft im Schacht (7) passieren lassen. Sie kann die Funktion einer Zellenradschleuse haben. Die Austragvorrichtung (5) wird nachfolgend näher beschrieben.
Die Fülleinrichtung (8) weist z.B. einen liegend oder schräg angeordneten Sammelschacht für die von oben zugeführten Fasern auf, die dann aus dem Sammelschacht in die Presseinrichtung (9) übergeben, insbesondere überschoben werden. In der Fülleinrichtung (8) können die zugeführten Fasern vorverdichtet werden, z.B. durch einen Schieber. Dieser kann auch für den Weitertransport der vorverdichteten Fasern in die Presseinrichtung (9) sorgen. Die Fülleinrichtung (8) kann eine Dosiereinrichtung und ggf. eine Wiegeeinrichtung aufweisen. Hierdurch können die Fasern chargenweise und mit definierter Menge bzw. Gewicht zugeführt werden, wobei der Pressballen aus einer vorgegebenen Chargenzahl hergestellt wird.
Die Ballenpresse (2,3) kann ferner eine jeweils eigene oder gemeinsame Verpackungseinrichtung (10) für den Pressballen aufweisen. Der hochverdichtete Pressballen kann dabei in geeigneter Weise verpackt werden, z.B. mittels einer Umreifung und ggf. einer Umhüllung mit einer Verpackungsfolie oder dgl.. Bei der gezeigten Ballenpressanlage (1) sind mehrere Verpackungseinrichtungen (10) getrennt und ggf. in höherer Zahl gegenüber den Ballenpressen (2,3) angeordnet. Die verpackten Pressballen werden von der Verpackungseinrichtung (10) an ein Fördermittel, z.B. einen Fahrwagen, ein Förderband oder dgl., zum Abtransport übergeben.
Die Pressballen werden dabei mittels einer Transporteinrichtung (11) von der jeweiligen Ballenpresse (2,3) zu einer separat angeordneten Verpackungseinrichtung (10) transportiert. Die Transporteinrichtung kann z.B. mit einer längs einer Traverse z.B. hängend verfahrbaren und drehbaren Transportgabel transportiert werden. Zum Greifen des hochverdichteten Pressballens unter Aufrechterhaltung des Pressdrucks kann die Transportgabel Gabelarme aufweisen, die mit hoher Kraft relativ zueinander zum Schließen und Öffnen bewegt werden können.
Die Austragvorrichtung (5) ist in 3 bis 9 näher dargestellt. Sie weist ein oder mehrere bewegliche Austragmittel (21,22,23) auf. Das oder die Austragmittel (21,22,23) sind vorzugsweise umlaufend beweglich. In der gezeigten Ausführungsform sind die Austragsmittel (21,22,23) z.B. als rotierende zylindrische Austragwalzen ausgebildet. Alternativ ist eine andere Ausbildung von Austragmitteln, z.B. als Kegelwalzen, umlaufende Bänder, Rechen oder dgl. möglich.
In der gezeigten Ausführungsform sind drei Austragsmittel bzw. Austragwalzen (21,22,23) in einem räumlichen Dreieck angeordnet. Zwei Austragmittel (21,22,23) sind auf gleicher Höhe nebeneinander an der Oberseite und das dritte Austragmittel (23) zentral darunter angeordnet. Statt der gezeigten Trippelanordnung kann auch eine Tandemanordnung von z.B. dem Paar oberer Austragmittel (21,22) oder eine andere Anordnung mit einer anderen Zahl von Austragmitteln (21,22,23) vorhanden sein.
Die Austragmittel (21,22,23), insbesondere Austragwalzen, sind mit ihrer Längsachse und ihrer z.B. zentralen Bewegungsachse parallel zueinander angeordnet. Hierbei werden zwischen den Austragmitteln (21,22,23) Schlitze gebildet, durch welche die Fasern gefördert werden können. In der gezeigten Ausführungsform drehen die beiden oberen Austragwalzen (21,22) gegenläufig und fördern die Fasern durch den zentralen Schlitz zwischen ihnen nach unten zur unteren Austragwalze (23). Das untere Austragmittel bzw. die Austragwalze (23) schlägt die von oben im Strom zugeführten Fasern ab und verteilt sie seitlich im Schacht (7). Das untere Austragmittel (23) bzw. die Austragwalze kann links- oder rechtsdrehend sein. Die beiden oberen Austragmittel (21,22) können sich langsamer als das untere Austragmittel (23) bewegen, insbesondere drehen. Die gezeigten Austragwalzen rotieren jeweils um eine zentrale Drehachse.
Die Austragmittel (21,22,23) haben in der gezeigten Ausführungsform jeweils einen steuerbaren Antrieb (26), insbesondere einen Walzenantrieb. Die Antriebe (26) sind z.B. allesamt an einer Seite der Austragmittel (21,22,23) angeordnet. An der anderen, gegenüber liegenden Seite kann eine Synchronisierung (28) vorhanden sein, welche die beiden oberen Austragmittel (21,22) miteinander in ihrer Drehgeschwindigkeit synchronisiert, z.B. durch eine Kette, einen Zahnriemen oder dgl.. Die Synchronisierung (28) kann auch entfallen.
Wie 6 im Querschnitt und 7 im Längsschnitt verdeutlichen, bestehen die gezeigten Austragwalzen (21,22,23) jeweils aus einem zentralen Schaft (24) oder einer Welle, die mit radialem Abstand von einem bevorzugt konzentrischen Mantel (25) umgeben ist. Schaft (24) und Mantel (25) können durch Stützscheiben (32) miteinander verbunden sein.
Der Mantel (25) der Austragmittel (21,22,23), insbesondere Austragwalzen, kann an der Außenseite jeweils ein geeignetes Förderelement für die Fasern aufweisen. Bei den oberen Austragwalzen (21,22) wird das Förderelement z.B. von mehreren axialen Förderleisten gebildet, die vom Mantel (25) nach außen abstehen und in Umfangsrichtung am Mantel (25) mit gegenseitigem Abstand gleichmäßig verteilt sind. Bei der unteren Austragwalze (23) wird das Fördermittel von einer Vielzahl von nach außen abstehenden Pins gebildet, die jeweils in axialen Reihen am Mantel (25) angeordnet sind, wobei die Reihen in Umfangsrichtung mit Abstand gleichmäßig am Mantel (25) verteilt sind. Andere Arten von Förderelementen, z.B. Schuppen, Rechen oder dgl., sind möglich. Die sind z.B. für andere, insbesondere bandartige, Austragmittel vorteilhaft.
Die Austragvorrichtung (5) weist ferner ein Gehäuse (19) auf. Dieses ist schachtartig oder ringartig ausgebildet und hat eine obere Öffnung und eine untere Öffnung. Die Öffnungen schließen jeweils an den Schacht (7) an. Die beweglichen Austragmittel (21,22,23), insbesondere Austragwalzen, sind jeweils mittels einer Lagerung (27), insbesondere einer Walzenlagerung, an den gegenüberliegenden stirnseitigen Wänden (20) des Gehäuses (19) gelagert. Hierbei können z.B. die Schäfte oder Wellen (24) drehbar gelagert werden. An den Stirnseiten (20) befinden sich auch die Antriebe (26) und die ggf. gegenüberliegende Synchronisierung (28).
Zwischen dem oder den Austragmitteln (21,22,23) und der stirnseitig benachbarten Gehäusewand (20) wird jeweils ein Freilaufspalt (29) gebildet. Dieser wird durch einen axialen Abstand zwischen dem jeweiligen Austragmittel (21,22,23) und der Gehäusewand (20) gebildet und ermöglicht eine ungehinderte Relativbewegung des jeweiligen Austragmittels (21,22,23) gegenüber der stationären Gehäusewand (20). In einer anderen Ausführung kann ein Freilaufspalt (29) auch an einer gegenseitigen Überdeckung zwischen dem Stirnende des Austragmittels (21,22,23), insbesondere seines Mantels (25), und einer hinterschnittenen Gehäusewand (20) bestehen.
Die Austragvorrichtung (5) fördert die in einem Pulk oder einer Säule oberhalb im Schacht (7) angeordneten Fasern durch die besagten Schlitze nach unten und verteilt sie im unteren Bereich des Schachts (7). Dabei ist es möglich, dass sich Fasern im Freilaufspalt (29) oder im Bereich der Lagerung (27) ansammeln und miteinander verbinden. Hierdurch kann ein in 7 angedeuteter Faserwickel (31) entstehen.
Der Faserwickel (31) kann sich in Bewegungs- oder Drehrichtung an einem Austragmittel (21,22,23) erstrecken. Er kann z.B. den Freilaufspalt (29) zumindest stellenweise schließen. Er kann sich auch an der Welle (24) bzw. der Lagerung (27) bilden und kann eventuell auch in die Lagerung eindringen. Durch die herrschende Bewegung und durch Reibungswärme kann sich der Faserwickel (31) erhitzen. Je nach Schmelztemperatur und/oder Entzündungstemperatur der Fasern kann es dabei auch zu einem Anschmelzen und/oder einem Endzünden der Fasern und des Faserwickels kommen.
Die Sicherheitseinrichtung (4) weist eine Detektionseinrichtung (12) auf, die für die Detektion einer Wickelbildung von Fasern an der Austragvorrichtung (5) vorgesehen und ausgebildet ist. Hierdurch wird auch ein Detektionsverfahren zur Detektion einer Wickelbildung ausgeführt. Die Sicherheitseinrichtung (4) ist der Austragvorrichtung (4) zugeordnet. Die Sicherheitseinrichtung (4), insbesondere die Detektionseinrichtung (12) kann an der Austragvorrichtung (5) in geeigneter Weise angeordnet sein, z.B. durch Anbau oder Integration. Die Sicherheitseinrichtung (4) kann weitere Komponenten (13,14,15) aufweisen, die ggf. an anderer Stelle angeordnet sind. Hierauf wird nachfolgend eingegangen.
In der gezeigten Ausführungsform sind die Detektionseinrichtung (12) und das Detektionsverfahren dazu ausgebildet, eine Wickelbildung von Fasern an einer Lagerung (27) und/oder an einem Freilaufspalt (29)von einem oder mehreren Austragmitteln (21,22,23) zu detektieren. Bei dem Ausführungsbeispiel erfolgt die Detektion der Wickelbildung mittelbar durch Erfassung einer Temperaturerhöhung im Bereich von einer Lagerung (27) und/oder von einem Freilaufspalt (29).
Die Detektionseinrichtung (12) weist gemäß 8 und 9 eine Sensorik (17) auf, die z.B. zur mittelbaren Erfassung einer Wickelbildung von Fasern an der Austragvorrichtung (5) ausgebildet ist.
Die Sensorik (17) weist einen oder mehrere, gleiche oder unterschiedliche Sensoren (18) auf. Diese sind z.B. als Thermosensoren ausgebildet. In der gezeigten Ausführungsform sind mehrere gleichartige Thermosensoren (18) vorhanden. Diese sind z.B. an oder in einer oder beiden stirnseitigen Gehäusewänden (20) angeordnet. Die Thermosensoren (18) sind z.B. als Wärmefühler ausgebildet, die auf konvektivem Wege eine Temperatur an der Gehäusewand (20) erfassen, die durch eine Wickelbildung der Fasern beeinflusst und insbesondere erhöht werden kann. Ein Faserwickel (31) kann Reibungswärme erzeugen, die zu einer solchen Temperaturerhöhung an der Gehäusewand (20) führt.
Die Thermosensoren (18) sind in geeigneter Zahl und an geeigneter Stelle an der Gehäusewand (20) angeordnet. Hierbei befindet sich zumindest ein Thermosensor (18) im Bereich von einer Lagerung (27) und/oder einem Freilaufspalt (29). Die von einer dortigen Wickelbildung ausgehende Wärme und Temperaturerhöhung kann dadurch nahe an der Entstehungsstelle detektiert werden.
8 zeigt eine Stirnansicht der Gehäusewand (20) an der Antriebsseite, wobei die Antriebe (26) nicht dargestellt sind und nur die Schäfte oder Wellen (24) und deren Lagerungen (27) an der Gehäusewand (20) ersichtlich sind. In der Nähe der z.B. drei Lagerungen (27) ist jeweils ein Thermosensor (18) angeordnet.
Alternativ oder zusätzlich können sich ein oder mehrere weitere Thermosensoren (18) an der Gehäusewand (20) befinden, die z.B. im Bereich eines Freilaufspalts (29) angeordnet sind. Darüber hinaus können weitere Thermosensoren an anderen Stellen des Gehäuses (19) angeordnet sein. Mit solchen anderen Sensoren können Referenztemperaturen an Stellen der Austragvorrichtung (5) aufgenommen werden, die nicht von einer Wickelbildung belastet sind. Hierüber kann z.B. die normale Betriebstemperatur aufgenommen werden.
9 zeigt eine teilweise transparente Stirnansicht der anderen Gehäusewand (20) mit der nur in Teilen dargestellten Synchronisiereinrichtung (28). Durch die teilweise transparente Darstellung der Gehäusewand (20) sind die Schäfte bzw. Wellen (24) und die Mäntel (25) der Austragmittel (21,22,23),insbesondere Austragwalzen, sichtbar. Hierbei ist auch die Zuordnung von ein oder mehreren Sensoren (18) im Bereich von einem oder mehreren Freilaufspalten (29) zu erkennen.
Die Thermosensoren (18) können in beliebig geeigneter Weise an der Gehäusewand (20) oder deren Teilen angeordnet sein. Sie können sich z.B. an Abdeck- oder Lagerblechen befinden. Sie können als z.B. aufgesetzter Wärmefühler an der Außenseite der Gehäusewand (20) oder einem ihrer Teile angeordnet sein.
In einer anderen und nicht dargestellten Ausführungsform können ein oder mehrere, z.B. konvektive Thermosensoren (18) an dem oder den Austragmitteln (21,22,23) angeordnet sein. Sie können sich am Schaft (24) und/oder am Mantel (25) befinden. Sie können dabei nahe an der Stirnseite oder der Lagerung (27) von Schaft (24) und/oder Mantel (25) angeordnet sein.
Außer dem gezeigten Ausführungsbeispiel und der vorgenannten Abwandlung sind auch andere Varianten der Sensorik (17) und ihrer ein oder mehreren gleichen oder unterschiedlichen Sensoren (18) möglich. Ein Thermosensor kann z.B. als Dehnmessstreifen ausgebildet sein, der Wärmedehnungen an geeigneter Stelle des Gehäuses (19) und/oder eine Austragmittels (21,22,23) aufnimmt.
Die Sicherheitseinrichtung (4) weist außer der Detektionseinrichtung (12) weitere besagte Komponenten auf. Dies können z.B. gemäß 1 und 2 eine Steuerung (13), eine Anzeige (14) und ein Sicherheitsaktor (15) sein. Die Anzeige (14) und der Sicherheitsaktor (15) können alternativ oder in Kombination vorhanden sein. Sie können außerdem jeweils einzeln oder mehrfach angeordnet sein. Die Detektionseinrichtung (12), die Anzeige (14) und der Sicherheitsaktor (15) können mit der schematisch angedeuteten Steuerung (13) verbunden sein.
Wenn die Sensorik (17), insbesondere deren ein oder mehrere Sensoren (18), eine Temperaturerhöhung und das Überschreiten einer definierten und vorgegebenen Auslösetemperatur signalisieren, kann die Sicherheitseinrichtung (4), insbesondere deren Steuerung (13), eine geeignete Sicherungsmaßnahme ergreifen. Die Temperatur bzw. Temperaturerhöhung kann direkt gemessen oder indirekt, z.B. durch eine Wärmedehnung, erfasst werden
Die Auslösetemperatur kann faserspezifisch sein. Sie kann zwischen einer normalen Betriebstemperatur an der Austragvorrichtung (5) und einer faserspezifischen höheren Grenz-Temperatur liegen, ab der die jeweilige Faser schmilzt und/oder sich entzündet. Eine normale Betriebstemperatur kann z.B. bei 100°C liegen, wobei die höhere Grenztemperatur für ein Schmelzen oder Entzünden der Faser bei ca. 300°C liegt. Die Auslösetemperatur liegt zwischen diesen beiden Temperaturen. Sie kann so gewählt werden, dass einerseits die Detektionssicherheit für eine Wickelbildung gewährleistet ist und andererseits noch ein ausreichender Abstand zu der besagten Grenztemperatur für ein Schmelzen und/oder Entzünden der jeweiligen Faserart besteht. Eine solche Auslösetemperatur kann z.B. bei ca. 200°C liegen. Bei einer solchen Auslösetemperatur kann eine Wickelbildung rechtzeitig vor einem Schmelzen und/oder Entzünden der Fasern im Faserwickel (31) detektiert werden. Für die Bestimmung der aktuellen und normalen Betriebstemperatur können die vorgenannten andereren Referenz-Thermosensoren benutzt werden.
Die Anzeige (14) kann auf beliebigem Wege ein Warnsignal abgeben. Dies kann optisch, z.B. durch ein Warnlicht, und/oder akustisch, z.B. durch eine Sirene, und/oder haptisch, z.B. durch eine Vibration, erfolgen. Die Anzeige (14) kann an der Austragvorrichtung (5) und/oder an anderer Stelle der Ballenpresse (2,3) und/oder an einem Steuerstand und/oder an einem anderen Ort angeordnet sein.
Der einzeln oder mehrfach vorhandene Sicherheitsaktor (15) kann z.B. ein Notschalter (nicht dargestellt) sein. Die Steuerung (13) schaltet in Reaktion auf eine detektierte Wickelbildung dann die jeweilige Ballenpresse (2,3) über den Notschalter ab. Der Faserwickel (31) kann bei abgeschalteter Ballenpresse (2,3) in geeigneter Weise entfernt werden, z.B. durch einen manuellen Eingriff an der Austragvorrichtung (5).
Ein Sicherheitsaktor (15) kann alternativ oder zusätzlich gemäß 1 an der Faserzuführung (6) angeordnet sein und kann z.B. als Umschalter (16) ausgebildet sein. Ein solcher Umschalter (16) kann einerseits den Zutritt von Fasern aus der Faserversorgung (30) in die Faserzuführung (6) blockieren. Ein Umschalter (16) kann alternativ oder zusätzlich eine redundante Umschaltfunktion für den Faserstrom in der Faserversorgung (30) haben. Er kann diesen Faserstrom zu einer anderen, in Bereitschaft befindlichen oder bereits laufenden Ballenpresse (3) umleiten.
Die Sicherheitseinrichtung (4) kann eine weitere vorbeugende Sicherheitsmaßnahme aufweisen. Die Lagerung (27) des oder der Austragmittel (21,22,23) kann z.B. als Freiblaslagerung ausgebildet sein und Luft oder ein anderes bevorzugt gasförmiges Fluid emittieren, welches Fasern von der Lagerung (27) fernhält und wegbläst.
Die Sicherheitseinrichtung (4) kann auch an anderer Seite eine Blaseinrichtung aufweisen, welche einzelne Fasern oder Faseransammlungen vorbeugend aus dem Bereich eines Freilaufspalts (29) wegbläst. Diese zusätzlichen Komponenten oder Sicherheitsmaßnahmen der Sicherheitseinrichtung (4) sind der Übersicht halber nicht dargestellt.
Abwandlungen des gezeigten Ausführungsbeispiels und der vorgenannten Varianten sind in verschiedener Weise möglich. Insbesondere können deren Merkmale in beliebiger Weise miteinander kombiniert oder vertauscht werden.
Die Ballenpresse (2,3) kann eine andere Ausgestaltung und Anordnung haben. Sie muss auch nicht alle der vorgenannten Komponenten beeinhalten. Auf eine Verpackungseinrichtung (10) und eine Transporteinrichtung (11) der gezeigten Art kann alternativ verzichtet werden. Eine Verpackung des Pressballens kann auch in der Presseinrichtung (9) erfolgen.
In der gezeigten Ausführungsform ist die Presseinrichtung (9) stehend angeordnet. Sie kann alternativ liegend angeordnet sein. In einer weiteren Abwandlung kann die Fülleinrichtung (8) entfallen oder in anderer Weise ausgebildet sein. Desgleichen können auch die Faserzuführung (6) und die Faserversorgung (30) in anderer Weise konstruktiv ausgebildet und angeordnet sein.
Bezugszeichenliste

1: Ballenpressanlage
2: Ballenpresse
3: Ballenpresse
4: Sicherheitseinrichtung
5: Austragvorrichtung
6: Faserzuführung
7: Schacht
8: Fülleinrichtung
9: Presseinrichtung
10: Verpackungseinrichtung
11: Transporteinrichtung für Pressballen
12: Detektionseinrichtung
13: Steuerung
14: Anzeige
15: Sicherheitsaktor
16: Umschalter
17: Sensorik
18: Sensor, Thermosensor
19: Gehäuse
20: Gehäusewand, Stirnwand
21: Austragmittel, Austragwalze
22: Austragmittel, Austragwalze
23: Austragmittel, Austragwalze
24: Schaft, Welle
25: Mantel
26: Antrieb, Walzenantrieb
27: Lagerung,Walzenlagerung
28: Synchronisierung
29: Freilaufspalt
30: Faserversorgung
31: Faserwickel
32: Stützscheibe

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 202012100284 U1 [0003]
EP 0178767 A1 [0004]
DE 3535428 [0005]
DE 112016005005 T5 [0005]
DE 10238900 A1 [0005]
DE 102009012240 A1 [0005]

Claims

Sicherheitseinrichtung für eine stationäre Ballenpresse (2,3) mit einer Austragvorrichtung (5) für zugeführte kurz geschnittenen Fasern, insbesondere Kunstfasern, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitseinrichtung (4) eine Detektionseinrichtung (12) aufweist, die für die Detektion einer Wickelbildung von Fasern an der Austragvorrichtung (5) ausgebildet ist.
Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionseinrichtung (12) dazu ausgebildet ist, eine Wickelbildung von Fasern an einer Lagerung (27) und/oder an einem Freilaufspalt (29) von einem oder mehreren beweglichen Austragmitteln (21,22,23), insbesondere rotierenden Austragwalzen, der Austragvorrichtung (5) zu detektieren.
Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionseinrichtung (12) dazu ausgebildet ist, eine Wickelbildung von Fasern unmittelbar und/oder mittelbar zu detektieren.
Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionseinrichtung (12) dazu ausgebildet ist, eine Wickelbildung von Fasern mittelbar durch Erfassung einer Temperaturerhöhung, insbesondere im Bereich von einer Lagerung (27) und/oder von einem Freilaufspalt (29), zu detektieren.
Sicherheitseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionseinrichtung (12) eine Sensorik (17) aufweist, die zur unmittelbaren und/oder mittelbaren Erfassung einer Wickelbildung von Fasern an der Austragvorrichtung (5) ausgebildet ist.
Sicherheitseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitseinrichtung (4) eine Anzeige (14) und/oder einen Sicherheitsaktor (15) aufweist, welcher eine Sicherungsmaßnahme an der Ballenpresse (2,3) durchführt.
Sicherheitseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionseinrichtung (12) mit der Anzeige (14) und/oder mit dem Sicherheitsaktor (15) verbunden ist.
Sicherheitseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitseinrichtung (4) bei Detektion einer erhöhten Auslösetemperatur die Anzeige (14) und/oder den Sicherheitsaktor (15) aktiviert, wobei die erhöhte Auslösetemperatur zwischen einer normalen Betriebstemperatur und einer Schmelztemperatur und/oder Entzündungstemperatur der Fasern liegt.
Sicherheitseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitseinrichtung (4) eine Steuerung (13) aufweist.
Sicherheitseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherheitsaktor (15) die Ballenpresse (2,3) automatisch abschaltet.
Sicherheitseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherheitsaktor (15) einen Umschalter (16) für eine Faserzufuhr zur Ballenpresse (2,3) aufweist oder mit einem Umschalter (16) einer Ballenpressanlage (1) verbunden ist.
Sicherheitseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorik (17) einen oder mehrere, gleiche oder unterschiedliche Sensoren (18) aufweist.
Sicherheitseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Sensoren (18) als Thermosensoren ausgebildet sind.
Sicherheitseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Sensoren (18), insbesondere Thermosensoren, an einem Gehäuse (19) und/oder an einem beweglichen Austragmittel (21,22,23), insbesondere einer rotierenden Austragwalze (21,22,23), der Austragvorrichtung (5) angeordnet sind.
Austragvorrichtung für eine stationäre Ballenpresse (2,3), wobei die Ballenpresse (2,3) zur Herstellung von Pressballen aus geschnittenen Fasern, insbesondere Kunstfasern, ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Austragvorrichtung (5) eine Sicherheitseinrichtung (4) zugeordnet ist.
Austragvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitseinrichtung (4) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 14 ausgebildet ist.
Austragvorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Austragvorrichtung (5) eine offenes Gehäuse (19) und eine oder mehrere, insbesondere zwei oder drei, bewegliche Austragmittel (21,22,23), insbesondere rotierende Austragwalzen, aufweist.
Austragvorrichtung nach Anspruch 15, 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die ein oder mehreren Austragmittel (21,22,23), insbesondere Austragwalze(n), einen Antrieb (26) und ggf. eine Synchronisierung (28) aufweisen.
Austragvorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Sensoren (18), insbesondere Thermosensoren, an einer Seitenwand (20) des Gehäuses (19) und im Bereich einer dortigen Lagerung (27) und/oder eines Freilaufspalts (29) eines Austragmittels (21,22,23), insbesondere einer Austragwalze, angeordnet sind.
Ballenpresse mit einer Austragvorrichtung (5), wobei die stationäre Ballenpresse (2,3) zur Herstellung von Pressballen aus geschnittenen Fasern, insbesondere Kunstfasern, ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ballenpresse (2,3) eine Austragvorrichtung (5) mit einer Sicherheitseinrichtung (4) gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 19 aufweist.
Ballenpresse nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Austragvorrichtung (5) in einem Schacht (7) der Ballenpresse (2,3) oberhalb einer Presseinrichtung (9) angeordnet ist.
Ballenpresse nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Ballenpresse (2,3) eine der Austragvorrichtung (5) vorgeschaltete Faserzuführung (7) aufweist, wobei der Umschalter (16) an der Faserzuführung (7) angeordnet ist.
Ballenpresse nach Anspruch 20, 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Ballenpresse (2,3) eine Fülleinrichtung (9) aufweist, die zwischen der Austragvorrichtung (5) und der Presseinrichtung (9) angeordnet ist und die dazu ausgebildet ist, der Presseinrichtung (9) die Fasern in einzelnen Chargen und ggf. mit Vorverdichtung kontrolliert zuzuführen.
Ballenpresse nach einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Ballenpresse (2,3) eine Verpackungseinrichtung (10) und ggf. eine Transporteinrichtung (11) für Pressballen aufweist.
Ballenpressanlage mit mehreren stationären Ballenpressen (2,3), die zur Herstellung von Pressballen aus geschnittenen Fasern, insbesondere Kunstfasern, ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Ballenpressen (2,3) eine Austragvorrichtung (5) und eine Sicherheitseinrichtung (4) aufweisen und gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 24 ausgebildet sind.
Ballenpressanlage nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Ballenpressen (2,3) an eine gemeinsame Faserversorgung (30) angeschlossen sind, wobei die Ballenpressen (2,3) redundant sind und im Falle der Detektion einer Wickelbildung umgeschaltet werden.