EP3497269A1 - Verfahren und vorrichtung zum detektieren einer überlast an einem ballenöffner - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum detektieren einer überlast an einem ballenöffner

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EP3497269A1
EP3497269A1 EP17737585.4A EP17737585A EP3497269A1 EP 3497269 A1 EP3497269 A1 EP 3497269A1 EP 17737585 A EP17737585 A EP 17737585A EP 3497269 A1 EP3497269 A1 EP 3497269A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
overload
milling drum
milling
bale opener
bale
Prior art date
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Granted
Application number
EP17737585.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3497269B1 (de
Inventor
Reinhard Hartung
Frank WACKERZAPP
Frank Breuers
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.)
Truetzschler Group SE
Original Assignee
Truetzschler GmbH and Co KG
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Publication date
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Publication of EP3497269A1 publication Critical patent/EP3497269A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3497269B1 publication Critical patent/EP3497269B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01G—PRELIMINARY TREATMENT OF FIBRES, e.g. FOR SPINNING
    • D01G7/00—Breaking or opening fibre bales
    • D01G7/06—Details of apparatus or machines
    • D01G7/14—Driving arrangements

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for detecting an overload on a bale opener.
  • Bale openers are known. They have milling drums which rotate relative to a bottom on which fiber bales rest about an axis of rotation which extends generally perpendicular to the travel of the respective milling drum. By means of rotation and method, these rollers mill the respective fiber bales on a side facing away from the bottom and thus detach a portion of the fiber material from the respective fiber bale. The milling drums move several times over the fiber bales until their fiber material is almost completely dissolved out. This can be done by reciprocating the milling drums or also continuously in a direction along a circular line. The method for producing such fiber bales cause the fiber material in the bottom facing and remote edge regions has a lower density than in the central, so-called core region.
  • the milling drums in the edge region have to extract less fiber material and consequently are less loaded.
  • the bale opener can work virtually with normal load. As the milling drum moves further towards the core area due to the feed, it must release more fiber material, which has an increase in the load of the bale opener. Considering that fiber bales usually include foreign material thereof, the load on the respective milling drum associated drive increases. In addition to the raised Energy absorption can lead to damage to the milling head. But even the milling rollers themselves can be overloaded. Overload means in this context exceeding the usual load limits in normal operation. Ie. it does not necessarily have to be a load condition in which equal damage to the bale opener is to be feared.
  • the object of the invention is to counteract the aforementioned disadvantages.
  • a method for operating a bale opener with at least one milling drum is provided. By rotating this at least one milling drum about an axis of rotation and by moving it along a predetermined travel path at an acute or right angle to the axis of rotation, the bale opener is able to mill a fiber bale. This fiber material is dissolved out of the fiber bale.
  • the method includes an initial step. In this step, detection is made when an overload occurs at one or all of the monitored at least one milling drum. This can be done, for example, by monitoring the current consumption of the milling drum drive. If such an overload is detected, a determination is made.
  • the presence of an overload condition is determined. This is achieved according to the invention when the above-mentioned, detected overload has occurred continuously along a path covered by the monitored milling drum (s). This path must be equal to or greater than a predetermined distance. Ie.
  • the overload condition is independent of time and does not occur immediately when there is an overload. Ie. A continuous overload can also occur if the traversing speed of the milling head of the bale opener decreases and, if necessary, drops to zero. If this is an overload reaction of the bale opener, it may be provided to restart the overload state determination after the milling head has restarted. If the presence of such an overload condition has been detected, a triggering step is entered. The triggering step itself involves the triggering of an overload reaction.
  • the overload reaction preferably comprises signaling the determined overload state to the outside with respect to the bale opener, for example in the form of a siren sound. Alternatively or additionally, it includes a shutdown of the bale opener or even only a reduction of the travel speed of the milling head and / or a respective rotational speed of at least the monitored milling drum (s) at which the overload existed at the time of determining the overload condition.
  • the method may additionally comprise a step of jumping back to the initial step.
  • This springback occurs according to the invention, if it has been determined in the determination step that the overload has ceased and also the distance covered by the at least one milling drum is shorter than or equal to the predetermined distance. Ie. there is no reason to fear any obstacle or damage to the bale opener. The reliability is increased and downtimes are minimized.
  • the spring-back can take place when the direction of movement of the at least one milling drum changes. This is because the milling drum (s) are removed or removed from the supposed obstacle.
  • the spring-back can take place when the triggering step has been completed, directly or triggered.
  • the initiation can be done by a person, for example. Downtime is largely avoided in all three cases mentioned above.
  • the predetermined distance can essentially correspond to a dimension of the fiber bale along the travel path of the at least one milling drum. This makes it possible to take into account the different nature of the fiber bales, which may be arranged one behind the other.
  • milling drum (s) In the case of monitoring individual milling drums for overload, it is preferable to refer to the milling drum (s) with regard to the distance traveled, in which an overload has been detected and continues to exist. Ie. the milling drum (s) running without overload are not considered, which has advantages in monitoring data processing.
  • the bale opener has a plurality of milling drums, in the case of monitoring individual milling drums in the above-mentioned method, if the overload on a monitored milling drum is omitted, preferably another of the milling drums is monitored with overload.
  • the aforementioned distance traveled is a sum of the distance traveled by a milling drum until the time of elimination of the overload on the one milling drum and the distance traveled by the other milling drum from the time of elimination of the overload on the one milling drum.
  • the method adapts dynamically to the load situation of the milling drums and thus offers greater safety.
  • the determination can be carried out by monitoring the current consumption of a drive of the at least one milling drum and / or the bale opener as a whole.
  • the determined (measured) is fed to a threshold circuit. When a predetermined threshold value is exceeded, an overload is determined as being present.
  • each of the aforementioned methods may be computer implemented.
  • the implementation can take place in the bale opener itself and / or in an external device such as a central control system.
  • the coupling can be done for example by bus.
  • a computer-readable medium which has instructions executable by a processor in order to enable a processor to carry out one of the aforementioned methods.
  • this is a memory chip.
  • a bale opener according to the invention which can be equipped according to the aforementioned embodiments, ie with one or more milling drums.
  • the bale opener is set up to be operated according to one of the aforementioned methods, in which only one milling drum is monitored.
  • the bale opener has a plurality of milling drums, it can be configured according to the invention to be operated in accordance with each of the aforementioned methods.
  • the bale opener may have a load monitoring device or be coupled thereto.
  • the load monitoring device is set up to detect the overload on the monitored milling drum (s). In the simplest case, it is a current detection circuit with a downstream threshold detection logic.
  • the bale opener may include or be coupled to a path detection device.
  • the path detection device is designed according to the invention to determine the distance traveled by the relevant milling drum (s). In the simplest case, it is an incremental encoder whose incremental disk is rotated by the method of the milling drum (s).
  • the bale opener may comprise or be coupled to a protective device.
  • This protective device is set up to trigger or execute the overload reaction in the event of an overload condition.
  • Figure 1 shows a Ballenfräsan app
  • FIG. 2 shows a method for operating the bale opener of Figure 1, according to an embodiment of the invention.
  • FIG. 1 shows an arrangement 1 with a bale opener 10 and below its milling head 1 1 along its travel sv arranged in a row fiber bales 2-6.
  • a bale opener 10 At this right end of the bale opener 10 is an output section 16 for the fibers, which have been removed from the fiber bales 2-6 by means of milling rollers 12 of the milling head 1 1.
  • a control 14 is located at the left end, on the upper side of which a control terminal 15 for operating the bale opener 10 is arranged.
  • the fiber bales 2 - 6 are lined up in a known manner next to each other and have, seen vertically, zones of different density.
  • the uppermost zones (hz (2, 3) - hz (6, 3)) have the lowest density.
  • the central, so to speak, core region of the respective fiber bale 2 - 6 arranged thereunder has a respective height hz (2, 2) - hz (6, 2).
  • i indicates the number of the respective fiber bale 2-6 and j the number of the respective zone.
  • the heights of the zones of the individual fiber bales can be different from each other.
  • the milling head 1 1 passes along the travel sv here horizontally to the right and gradually the fiber bales 2-6, successively from top to bottom of their fibers dissolved out and in a known manner on the output section 15 to downstream machines of the production chain, such as cleaner, passed. This is done by means of a method of the milling head 1 1 and the frame 13 to which it is attached.
  • the milling head 1 1 arrives with its rollers 12 in the region of the foreign part 7, it may happen that the foreign part 7 leads to an overload on the motor-driven milling rollers 12. This can be, for example be detected by control technology by means of an increased motor current consumption of the drive motors.
  • the width dimension of the fiber bales 2 - 6, which is usually substantially equal in width, is predetermined in terms of control technology, this will result in the milling head 1 1 not being stopped at all. Compared to conventional solutions, this has the advantage that the bale opener 10 is not stopped unnecessarily. If the milling head 1 1 with its milling rollers 12, for example, in the core region of the fiber bale 4 here central, and it is assumed that the density of this fiber bale 4 leads to an overload on the respective milling drum 12 when driving over, the controller 14 would determine along which traveled Distance the overload occurs continuously. Preferably, it is provided that the load values on the milling drums 12 or overloads detected on them are logically ORed together.
  • the overload reaction can, for example, result in a reduction of the speed of the overloaded milling drum (s) 12 and / or the travel speed of the milling head 11.
  • the milling head 1 1 is lifted slightly above the base 8 (vertically upwards in FIG. 1), so that the milling rollers 12 can no longer penetrate so deeply into the relevant core area.
  • the fiber bale 4 may be moved back and forth until its current feed rate has been reached. Only then, according to the invention, would the fiber bale 5 continue.
  • Figure 2 shows a dedicated method according to an embodiment of the invention.
  • step S1 After a start of a Abfräsvorgangs in step S1 is checked in a subsequent step S2, whether an overload has been detected. If this is not the case (no branch after step S2), the query is made in a subsequent step S5 whether the Abfräsvorgang is still performed control technology. If this is the case (yes branch after step S5), the program jumps back to step S2.
  • step S5 If the milling operation is finished (No branch after step S5), the process is ended in a subsequent step S6.
  • step S2 If an overload was detected in step S2 (yes branch after step S2), it is checked in a subsequent step S3 whether the traveled path corresponds to or exceeds a predetermined path.
  • the distance traveled is the distance traveled by the milling head or its milling rollers 12 distance from the time when the overload was detected for the first time and since then continuously stops.
  • step S3 If the traveled distance is less than or equal to the predetermined path (no branch after step S3), it jumps to step S5. This ensures continuous monitoring for a permanently existing overload.
  • step S3 If the distance traveled is greater than or equal to the predetermined path (Y branch after step S3), the aforementioned overload reaction takes place in a subsequent step S4. After the overload reaction, which may include a restart of the milling process, for example, jumps back to step S2. Alternatively, in the process, step S6 is skipped, and the process is ended.
  • the invention is not limited to this embodiment.
  • the method can be applied to any type of bale opener. If an overload condition has been determined, an external signaling with respect to the bale opener 10 is preferably provided, be it on the bale opener 10 itself (warning light, warning sound, etc.) and / or at a control center.
  • Checking for the continuous presence of an overload can take place by means of a polling mechanism or else in the context of a push mechanism.
  • the polling mechanism checks periodically (for example every hundredth of a second) whether there is an overload.
  • the push mechanism the check mode is initiated in step S3 when an overload is detected for the first time. Thereafter, an odometer, for example, an incremental encoder is started, and the distance traveled by means of the milling head 1 1 path is determined. If the determined path is greater than or equal to the predetermined path, the overload reaction occurs.
  • the route determination is simply switched off. This can be done in the simplest case by means of a threshold value circuit. Exceeds the motor current consumption of the drive motors of the milling drums 12, for example, a predetermined value (overload), the controller 14 is instructed to start the route detection. If the overload reaction has occurred in the meantime, the travel sensor is switched off.
  • a threshold value circuit Exceeds the motor current consumption of the drive motors of the milling drums 12, for example, a predetermined value (overload)
  • the controller 14 is instructed to start the route detection. If the overload reaction has occurred in the meantime, the travel sensor is switched off.
  • the monitoring can also be done centrally.
  • an overload has been detected with respect to the fiber bale 6, it may be provided during the change of direction of the milling head 11 to restart the path detection. Alternatively it can be provided to continue the displacement detection continuously, provided that the overload stops, and this preferably with respect to the front in the direction of fiber bale 1 milling drum 12th
  • the current consumption of the entire bale opener 10 can be monitored or used for overload detection.
  • This has the advantage that usually already existing circuits in the bale opener 10 are available, which has a favorable effect on the cost.
  • the invention provides a very simple way to reliably detect obstacles and avoid false tripping due to overload on the milling rollers 12 as far as possible.

Landscapes

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

Abstract

Ein Verfahren zum Betreiben eines Ballenöffners (10) mit zumindest einer Fräswalze (12) ist offenbart. Mittels Rotierens der zumindest einen Fräswalze (12) um eine Rotationsachse und mittels Bewegens dieser entlang eines vorbestimmten Verfahrwegs (sv) in einem spitzen oder rechten Winkel zur Rotationsachse ist der Ballenöffner (10) in der Lage, einen Faserballen (2 - 6) abzufräsen, womit Fasermaterial aus dem Faserballen (2 - 6) herausgelöst wird. Das Verfahren umfasst einen Anfangsschritt (S2), in dem detektiert wird, wenn an einer oder allen überwachten der zumindest einen Fräswalze (12) eine Überlast auftritt. Ist eine Überlast detektiert, wird zu einem Ermittlungsschritt (S3) übergegangen, in dem das Vorhandensein eines Überlastzustands ermittelt wird. Dieser ist erreicht, wenn die detektierte Überlast entlang eines von der zumindest einen, überwachten Fräswalze (12) zurückgelegten Wegs kontinuierlich aufgetreten ist. Ist das Vorhandensein solch eines Überlastzustands ermittelt, wird zu einem Auslöseschritt (S4) übergegangen, der das Auslösen einer Überlastreaktion beinhaltet. Ferner ist ein Ballenöffner (10) vorgesehen, die mit solch einer zumindest einen Fräswalze (12) ausgestattet ist. Der Ballenöffner (10) ist eingerichtet, gemäß dem vorgenannten Verfahren betrieben zu werden.

Description

Titel: Verfahren und Vorrichtung zum Detektieren einer Überlast an einem Ballenöffner
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Detektieren einer Überlast an einem Ballenöffner.
Ballenöffner an sich sind bekannt. Sie weisen Fräswalzen auf, die in Bezug auf einen Boden, auf dem Faserballen aufliegen, um eine Rotationsachse rotieren, die sich im Allgemeinen senkrecht zum Verfahrweg der jeweiligen Fräswalze erstreckt. Mittels Rotierens und Verfahrens fräsen diese Walzen den jeweiligen Faserballen an einer dem Boden abgewandten Seite her ab und lösen so einen Teil des Fasermaterials aus dem jeweiligen Faserballen heraus. Die Fräswalzen fahren dabei mehrfach über die Faserballen, bis deren Fasermaterial nahezu völlig herausgelöst ist. Dies kann mittels Hin- und Herbewegens der Fräswalzen erfolgen oder auch kontinuierlich in eine Richtung entlang einer Kreislinie. Die Verfahren zum Herstellen solcher Faserballen bewirken, dass das Fasermaterial in dem Boden zugewandten und abgewandten Randbereichen eine geringere Dichte aufweist als im mittleren, sogenannten Kernbereich. Dies führt dazu, dass bei gleichbleibendem Vorschub die Fräswalzen im Randbereich weniger Fasermaterial herauslösen müssen und demzufolge auch weniger belastet sind. Der Ballenöffner kann quasi mit normaler Last arbeiten. Bewegt sich die Fräswalze aufgrund des Vorschubs weiter in Richtung Kernbereich, muss sie mehr Fasermaterial herauslösen, was einen Anstieg in der Last des Ballenöffners hat. Bedenkt man dazu, dass Faserballen in der Regel auch Fremdmaterial davon beinhalten, erhöht sich die Last am der jeweiligen Fräswalze zugehörigen Antrieb. Neben der erhöhten Energieaufnahme kann es zu Schäden am Fräskopf kommen. Aber auch die Fräswalzen selbst können überlastet werden. Überlast bedeutet in dem Zusammenhang ein Überschreiten der üblichen Lastgrenzen im normalen Betrieb. D. h. es muss sich nicht unbedingt um einen Lastzustand handeln, bei dem gleich eine Beschädigung des Ballenöffners zu befürchten ist. Um dies zu vermeiden, ist es bekannt, die Drehzahl und/oder Verfahrgeschwin- digkeit der Fräswalze in Abhängigkeit der Faserballenkonsistenz zu variieren. Dies hat den Nachteil, dass der Antrieb im Zweifel sehr diskontinuierlich läuft. Zudem gibt es dadurch sehr häufige und möglicherweise starke posi- tive bzw. negative Beschleunigungen am Antrieb. In Verbindung mit den sich daraus ergebenden Wechsellasten muss das Gestell des Ballenöffners entsprechend ausgelegt sein. Auch kann solch eine Überlastung derart kurz sein, dass eine Beschädigung des Ballenöffners nicht zu befürchten ist und somit eigentlich keine Veränderung im laufenden Betrieb des Ballenöffners erfolgen müsste. Daher ist als Weiterentwicklung bekannt, die Zeitdauer des kontinuierlichen Vorhandenseins solch einer Überlastung zu berücksichtigen. Ist eine bestimmte Zeitdauer überschritten, d. h. sind Beschädigungen am Ballenöffner oder Gegenständen auf den abzutragenden Faserballen zu befürchten, erfolgt eine entsprechende Reaktion beispielsweise mittels Abschaltens des Ballenöffners. Allerdings ist diese Art der Überwachung ziemlich träge. Zudem erfolgt die Reaktion nicht immer mit derselben Geschwindigkeit, da dies von der Verfahrgeschwindigkeit der Fräswalze(n) abhängt. Aufgabe der Erfindung ist es, den vorgenannten Nachteilen zu begegnen.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der Ansprüche 1 , 9 und 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben. Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zum Betreiben eines Ballenöffners mit zumindest einer Fräswalze vorgesehen. Mittels Rotierens dieser zumindest einen Fräswalze um eine Rotationsachse und mittels Bewegens dieser entlang eines vorbestimmten Verfahrwegs in einem spitzen oder rechten Win- kel zur Rotationsachse ist der Ballenöffner in der Lage, einen Faserballen abzufräsen. Damit wird Fasermaterial aus dem Faserballen herausgelöst. Das Verfahren umfasst einen Anfangsschritt. In diesem Schritt wird detek- tiert, wenn an einer oder allen überwachten der zumindest einen Fräswalze eine Überlast auftritt. Dies kann beispielsweise mittels Überwachens der Stromaufnahme des Fräswalzenantriebs erfolgen. Ist solch eine Überlast detektiert, wird zu einem Ermittlungsschritt übergegangen. Im Ermittlungsschritt wird das Vorhandensein eines Überlastzustands ermittelt. Dieser ist erfindungsgemäß erreicht, wenn die eingangs erwähnte, detektierte Überlast entlang eines von der bzw. den überwachten Fräswalze(n) zurückge- legten Wegs kontinuierlich aufgetreten ist. Dieser Weg muss dabei gleich oder größer als eine vorbestimmte Wegstrecke sein. D. h. der Überlastzustand ist unabhängig von der Zeit und tritt nicht sofort auf, wenn eine Überlast überhaupt vorliegt. D. h. eine kontinuierliche Überlast kann auch auftreten, wenn sich die Verfahrgeschwind ig keit des Fräskopfes des Ballenöff- ners verringert und gegebenenfalls auf 0 absinkt. Handelt es sich dabei um eine Überlastreaktion des Ballenöffners, kann vorgesehen sein, die Über- lastzustandsermittlung nach Wiederanlaufen des Fräskopfes neu zu starten. Wurde das Vorhandensein solch eines Überlastzustands ermittelt, wird zu einem Auslöseschritt übergegangen. Der Auslöseschritt selbst beinhaltet das Auslösen einer Überlastreaktion. Diese kann beispielsweise das Abschalten des Ballenöffners beinhalten. Der vorbestimmte Weg kann dabei sehr kurz gewählt werden, um eine Hinderniserkennung zu ermöglichen; Antriebswerte wie Verfahrgeschwindigkeit spielen keine Rolle mehr. Die Überlastreaktion umfasst vorzugsweise ein Signalisieren des ermittelten Überlastzustands nach außen in Bezug auf den Ballenöffner beispielsweise in Form eines Sirenentons. Alternativ oder zusätzlich beinhaltet sie ein Abschalten des Ballenöffners oder auch nur ein Reduzieren der Verfahr- geschwindigkeit des Fräskopfes und/oder einer jeweiligen Drehzahl zumindest der überwachten Fräswalze(n), an der bzw. den die Überlast zum Zeitpunkt des Ermitteins des Überlastzustands bestand.
Alternativ oder zusätzlich dazu kann das Verfahren zusätzlich einen Schritt eines Zurückspringens zum Anfangsschritt aufweisen. Dieses Zurückspringen erfolgt erfindungsgemäß, wenn im Ermittlungsschritt ermittelt worden ist, dass die Überlast weggefallen ist und zudem der zurückgelegte Weg der zumindest eine Fräswalze kürzer als der bzw. gleich der vorbestimmten Wegstrecke ist. D. h. es ist weder ein Hindernis noch eine Beschädigung des Ballenöffners zu befürchten. Die Ausfallsicherheit ist erhöht, und Stillstandzeiten werden minimiert.
Alternativ oder zusätzlich kann das Zurückspringen erfolgen, wenn die Bewegungsrichtung der zumindest einen Fräswalze wechselt. Dies hat den Grund, dass sich die Fräswalze(n) von dem vermeintlich vorhandenen Hindernis wieder entfernt bzw. entfernen.
Wiederum alternativ oder zusätzlich kann das Zurückspringen erfolgen, wenn der Auslöseschritt abgeschlossen ist, und zwar unmittelbar oder an- gestoßen. Das Anstoßen kann beispielsweise durch eine Person erfolgen. In allen drei vorgenannten Fällen werden Stillstandzeiten weitestgehend vermieden. Bei jedem der vorgenannten Verfahren kann die vorbestimmte Wegstrecke im Wesentlichen einer Abmessung des Faserballens entlang des Verfahr- wegs der zumindest einen Fräswalze entsprechen. Dies ermöglicht, die unterschiedliche Beschaffenheit der möglicherweise hintereinander angeord- neten Faserballen zu berücksichtigen.
Im Fall eines Ballenöffners mit mehreren, entlang des Verfahrwegs hintereinander angeordneten Fräswalzen kann in den vorgenannten Verfahren im Ermittlungsschritt im Fall eines Überwachens mehrerer Fräswalzen gleichzeitig auf eine gemeinsam vorliegende Überlast auf den zurückgelegten Weg der jeweils in Verfahrrichtung der Fräswalzen vorne liegenden Fräswalze Bezug genommen werden. Dies hat den Hintergrund, dass der Bereich in Verfahrrichtung hinter der vorderen Fräswalze weder ein Gefahrenbereich noch ein Bereich ist, in dem eine neue Überlastquelle vorhanden ist.
Im Falle eines Überwachens einzelner Fräswalzen auf Überlast wird vorzugsweise hinsichtlich des zurückgelegten Wegs auf die Fräswalze(n) Bezug genommen, bei denen eine Überlast detektiert worden ist und weiterhin besteht. D. h. die Fräswalze(n), die ohne Überlast läuft bzw. laufen, werden nicht berücksichtigt, was Vorteile in der Überwachungsdatenverarbeitung hat.
Weist der Ballenöffner mehrere Fräswalzen auf, wird bei den vorgenannten Verfahren im Fall des Überwachens einzelner Fräswalzen im Ermittlungsschritt bei Wegfallen der Überlast an einer überwachten Fräswalze vorzugsweise eine andere der Fräswalzen mit Überlast überwacht. Der vorgenannte zurückgelegte Weg ist dabei eine Summe aus dem zurückgelegten Weg der einen Fräswalze bis zum Zeitpunkt des Wegfalls der Überlast an der einen Fräswalze und dem zurückgelegten Weg der anderen Fräswalze ab dem Zeitpunkt des Wegfalls der Überlast an der einen Fräswalze. Das Verfahren passt sich mithin dynamisch an die Belastungssituation der Fräswalzen an und bietet mithin eine größere Sicherheit. Bei jedem der vorgenannten Verfahren kann das Ermitteln mittels Überwachens der Stromaufnahme eines Antriebs der zumindest einen Fräswalze und/oder des Ballenöffners insgesamt erfolgen. Im einfachsten Fall wird die ermittelte (gemessene) einer Schwellwertschaltung zugeführt. Bei Überschreiten eines vorbestimmten Schwellwerts ist eine Überlast als vorliegend ermittelt.
Vorteilhafterweise kann jedes der vorgenannten Verfahren computerimplementiert sein. Die Implementierung kann dabei im Ballenöffner selbst und/oder in einer dazu externen Vorrichtung wie einer zentralen Steuerungsan- läge erfolgen. Die Kopplung kann beispielsweise per Bus erfolgen.
Ferner ist erfindungsgemäß ein computerlesbares Medium vorsehbar, das durch einen Prozessor ausführbare Befehle aufweist, um einem Prozessor die Ausführung eines der vorgenannten Verfahren zu ermöglichen. Im ein- fachsten Fall ist dies ein Speicherchip.
Ferner ist erfindungsgemäß ein Ballenöffner vorgesehen, der gemäß den vorgenannten Ausführungen, also mit einer oder mehreren Fräswalzen, ausgestattet sein kann. Im Fall nur einer Fräswalze ist der Ballenöffner ein- gerichtet, gemäß einem der vorgenannten Verfahren betrieben zu werden, bei denen nur eine Fräswalze überwacht wird. Weist der Ballenöffner mehrere Fräswalzen auf, kann er erfindungsgemäß eingerichtet sein, gemäß jedem der vorgenannten Verfahren betrieben zu werden. Der Ballenöffner kann dabei eine Lastüberwachungseinrichtung aufweisen oder mit dieser gekoppelt sein. Die Lastüberwachungseinrichtung ist eingerichtet, die Überlast an der bzw. den überwachten Fräswalzen zu detektie- ren. Sie ist im einfachsten Fall eine Stromerfassungsschaltung mit nachge- schalteter Schwellwertermittlungslogik.
Zusätzlich oder alternativ kann der Ballenöffner eine Wegerfassungseinrichtung aufweisen oder mit dieser gekoppelt sein. Die Wegerfassungseinrichtung ist erfindungsgemäß gestaltet, den zurückgelegten Weg der betref- fenden Fräswalze(n) zu ermitteln. Im einfachsten Fall handelt es sich um einen Inkrementalgeber, dessen Inkrementalscheibe mit dem Verfahren der Fräswalze(n) rotiert wird.
Wiederum zusätzlich oder alternativ kann der Ballenöffner eine Schutzein- richtung umfassen oder mit dieser gekoppelt sein. Diese Schutzeinrichtung ist eingerichtet, bei ermitteltem Überlastzustand die Überlastreaktion auszulösen bzw. auszuführen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nach- folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen. Es zeigen:
Figur 1 eine Ballenfräsanordnung und
Figur 2 ein Verfahren zum Betreiben des Ballenöffners von Figur 1 , gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
Figur 1 zeigt eine Anordnung 1 mit einer Ballenöffner 10 und unterhalb seines Fräskopfes 1 1 entlang ihres Verfahrwegs sv in einer Reihe angeordnete Faserballen 2 - 6. Am hier rechten Ende des Ballenöffners 10 befindet sich ein Ausgabeabschnitt 16 für die Fasern, die aus den Faserballen 2 - 6 mittels Fräswalzen 12 des Fräskopfes 1 1 herausgelöst worden sind. Am linken Ende befindet sich exemplarisch eine Steuerung 14, an deren Oberseite ein Bedien- terminal 15 zur Bedienung des Ballenöffners 10 angeordnet ist.
Die Faserballen 2 - 6 sind in bekannter Weise nebeneinander aufgereiht und weisen, vertikal gesehen, Zonen verschiedener Dichte auf. Die obersten Zonen (hz (2, 3) - hz (6, 3)) weisen die geringste Dichte auf. Der darun- ter angeordnete mittige, sozusagen Kernbereich des jeweiligen Faserballens 2 - 6 weist eine jeweilige Höhe hz (2, 2) - hz (6, 2) auf. Darunter befindet sich jeweils noch jeweils eine dritte Zone mit einer Höhe hz (2, 1 ) - hz (6, 1 ) mit einer zum Kernbereich geringeren Dichte, die exemplarisch jedoch höher ist als die Dichte der oberste Zone hz (2, 3) - hz (6, 3). In Bezug auf die Werte hz (i, j) ist zu erwähnen, dass i die Nummer des jeweiligen Faserballens 2 - 6 angibt und j die Nummer der jeweiligen Zone. Die Höhen der Zonen der einzelnen Faserballen können unterschiedlich zueinander ausfallen. Ferner befindet sich exemplarisch im linken Faserballen 2 ein Fremdteil 7. Überfährt der Fräskopf 1 1 entlang des Verfahrwegs sv hier horizontal nach rechts nach und nach die Faserballen 2 - 6, werden nacheinander von oben nach unten deren Fasern herausgelöst und in bekannter Weise über den Ausgabeabschnitt 15 an nachfolgende Maschinen der Produktionskette, wie beispielsweise Reiniger, weitergegeben. Dies erfolgt mithilfe eines Verfahrens des Fräskopfes 1 1 bzw. des Gestells 13, an dem er befestigt ist.
Gelangt der Fräskopf 1 1 mit seinen Walzen 12 in den Bereich des Fremdteils 7, kann es vorkommen, dass das Fremdteil 7 zu einer Überlast an den motorisch angetriebenen Fräswalzen 12 führt. Dies kann beispielsweise mittels einer erhöhten Motorstromaufnahme der Antriebsmotoren steuerungstechnisch detektiert werden.
Um zu verhindern, dass der Ballenöffner 10 unnötig angehalten wird, wird nun mittels vorzugsweise der Steuerung 14 überprüft, entlang welcher Wegstrecke diese Überlast auftritt.
Hat die hier linke Fräswalze 12 das Fremdteil 7 überfahren, gelangt im gezeigten Beispiel die rechte Fräswalze 12 noch nicht mit dem Fremdteil 7 in Berührung. Dies führt dazu, dass die dabei aufgetretene Überlast wieder wegfällt. Wäre das Fremdteil 7 nun aber so groß, dass die rechte Fräswalze 12 das Hindernis überfährt, solange die linke Fräswalze 12 auch noch darüber fährt, oder unmittelbar nachdem die linke Fräswalze 12 den Kontakt mit dem Fremdteil 7 verloren hat, würde vorzugsweise ein anhal- tendes Vorliegen der Überlast ermittelt. D. h. beide Fräswalzen 12 werden vorteilhafterweise überwacht. Allerdings kann die Überwachung auf die jeweils in Verfahrrichtung vorne befindliche Fräswalze 12 beschränkt sein.
Ist als Mindestfahrweg die hier Breitenabmessung der üblicherweise im We- sentlichen gleich breiten Faserballen 2 - 6 steuerungstechnisch vorgegeben, führt dies dazu, dass der Fräskopf 1 1 überhaupt nicht angehalten wird. Gegenüber herkömmlichen Lösungen hat dies den Vorteil, dass der Ballenöffner 10 nicht unnötig angehalten wird. Gelangt der Fräskopf 1 1 mit seinen Fräswalzen 12 beispielsweise in den Kernbereich des hier mittigen Faserballens 4, und wird angenommen, dass die Dichte dieses Faserballens 4 beim Überfahren zu einer Überlast an der jeweiligen Fräswalze 12 führt, würde die Steuerung 14 ermitteln, entlang welcher zurückgelegten Wegstrecke die Überlast kontinuierlich auftritt. Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, dass die Lastwerte an den Fräswalzen 12 bzw. an ihnen detektierte Überlasten miteinander logisch ODER kombiniert werden. Dies führt dazu, dass unter der Annahme, dass der Fräskopf 1 1 von links nach rechts in Figur 1 über den Faserballen 4 bewegt wird, zunächst die rechte Fräswalze 12 mit dem Kernbereich (gekennzeichnet durch hz (4, 2)) in Kontakt kommt. Daraus resultiert an dieser Fräswalze 12 eine Überlast. Im gezeigten Beispiel gelangt auch irgendwann die linke Fräswalze 12 mit diesem Kernbereich in Berührung, sodass auch hier eine Überlast auftritt. Diese Überlast an der linken Fräswalze 12 bleibt bestehen, auch wenn die rechte Fräswalze 12 bereits den rechten Faserballen 5 erreicht hat. Ist als vorgegebener Weg bzw. als vorgegebene Strecke, wie vorstehend angegeben, die Breite der Faserballen 2 - 6 in Figur 1 das Kriterium für die Überlastreaktion, würde diese also erfolgen, auch wenn die rechte Fräswalze 12 aus dem Kernbereich des Faserballens 4 wieder herausgetreten ist, und dies völlig unabhängig von der Verfahrge- schwindigkeit des Fräskopfes 1 1 .
Die Überlastreaktion kann beispielsweise im Verringern der Drehzahl der mit Überlast belasteten Fräswalze(n) 12 und/oder der Verfahrgeschwindig- keit des Fräskopfes 1 1 resultieren.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass der Fräskopf 1 1 gegenüber dem Boden 8 etwas angehoben wird (vertikal nach oben in Figur 1 ), sodass die Fräswalzen 12 nicht mehr so tief in den betreffenden Kernbereich eindrin- gen können. Um den für die Faserballen 2 - 6 vorgegebenen Vorschub einhalten zu können, kann vorgesehen sein, den Faserballen 4 so lange hin und her zu überfahren, bis dessen aktueller Vorschub erreicht ist. Erst dann würde erfindungsgemäß mit dem Faserballen 5 fortgefahren. Figur 2 zeigt ein dazu vorgesehenes Verfahren gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
Nach einem Start eines Abfräsvorgangs in Schritt S1 wird in einem nachfol- genden Schritt S2 überprüft, ob eine Überlast detektiert wurde. Ist dies nicht der Fall (Nein-Zweig nach Schritt S2), erfolgt in einem nachfolgenden Schritt S5 die Abfrage, ob der Abfräsvorgang weiterhin steuerungstechnisch durchgeführt wird. Ist dies der Fall (Ja-Zweig nach Schritt S5), wird zu Schritt S2 zurückgesprungen.
Ist der Abfräsvorgang beendet (Nein-Zweig nach Schritt S5), wird das Verfahren in einem nachfolgenden Schritt S6 beendet.
Wurde in Schritt S2 eine Überlast detektiert (Ja-Zweig nach Schritt S2), wird in einem nachfolgenden Schritt S3 geprüft, ob der zurückgelegte Weg einem vorgegebenen Weg entspricht oder diesen überschreitet. Der zurückgelegte Weg ist dabei die vom Fräskopf bzw. seinen Fräswalzen 12 zurückgelegte Wegstrecke ab dem Zeitpunkt, zu dem die Überlast zum ersten Mal detektiert wurde und seitdem kontinuierlich anhält.
Ist der zurückgelegte Weg kleiner als oder gleich dem vorgegebenen Weg (Nein-Zweig nach Schritt S3), wird zu Schritt S5 gesprungen. Dies gewährleistet die kontinuierliche Überwachung auf eine dauerhaft bestehende Überlast.
Ist der zurückgelegte Weg größer oder gleich dem vorgegebenen Weg (Ja- Zweig nach Schritt S3), erfolgt in einem nachfolgenden Schritt S4 die vorgenannte Überlastreaktion. Nach erfolgter Überlastreaktion, die beispielsweise einen Neustart des Ab- fräsvorgangs beinhalten kann, wird zu Schritt S2 zurückgesprungen. Alternativ wird im Prozess zu Schritt S6 gesprungen, und das Verfahren wird beendet.
Die Erfindung ist auf diese Ausführungsform nicht beschränkt.
Das Verfahren kann auf jede Art von Ballenöffner angewendet werden. Ist ein Überlastzustand ermittelt worden, ist vorzugsweise eine Signalisierung nach außen in Bezug auf den Ballenöffner 10 vorgesehen, sei es am Ballenöffner 10 selbst (Warnleuchte, Warnton, ...) und/oder an einer Zentrale. Das Prüfen auf ein kontinuierliches Vorliegen einer Überlast kann mittels eines Polling-Mechanismus' erfolgen oder auch im Rahmen eines Push- Mechanismus'. Beim Polling-Mechanismus wird periodisch (beispielsweise alle Hundertstelsekunden) geprüft, ob eine Überlast vorliegt. Beim Push- Mechanismus hingegen wird der Überprüfungsmodus in Schritt S3 ange- stoßen, wenn eine Überlast das erste Mal detektiert wurde. Danach wird ein Wegmesser, beispielsweise ein Inkrementalgeber, gestartet, und der mittels des Fräskopfes 1 1 zurückgelegte Weg wird ermittelt. Ist der ermittelte Weg größer oder gleich dem vorgegebenen Weg, kommt es zur Überlastreaktion.
Fällt die Überlast zwischenzeitlich weg, wird die Wegermittlung einfach abgeschaltet. Dies kann im einfachsten Fall mittels einer Schwellwertschaltung erfolgen. Überschreitet die Motorstromaufnahme der Antriebsmotoren der Fräswalzen 12 beispielsweise einen vorbestimmten Wert (Überlast), wird die Steuerung 14 angewiesen, die Wegerfassung zu starten. Ist zwischenzeitlich die Überlastreaktion erfolgt, wird der Weggeber abgeschaltet.
Ist hingegen der zurückgelegte Weg größer oder gleich dem vorgegebenen Weg, ohne dass die Wegerfassung mittels der Schwellwertscheidung abgeschaltet wurde, ist klar, dass die Überlast dauerhaft existiert hat.
Anstelle der oder zusätzlich zur Überwachung mittels der Steuerung 14 des Ballenöffners 10 selbst kann die Überwachung auch zentral erfolgen.
Bewegt sich der Fräskopf 1 1 über den in Figur 1 rechten Faserballen 6 nach rechts, erfolgt ein Richtungswechsel des Fräskopfes 1 1 , sobald beispielsweise die rechte Fräswalze 12 den Faserballen 6 am rechten Ende verlassen hat oder ein Sensor detektiert, dass die Fräswalze 12 den rechten Rand des Faserballens 6 erreicht hat.
Ist in Bezug auf den Faserballen 6 eine Überlast detektiert worden, kann beim Richtungswechsel des Fräskopfes 1 1 vorgesehen sein, die Wegerfassung neu zu starten. Alternativ kann vorgesehen sein, die Wegerfassung kontinuierlich fortzuführen, sofern die Überlast anhält, und dies vorzugsweise in Bezug auf die in Richtung Faserballen 1 vordere Fräswalze 12.
Anstelle der Überwachung der Stromaufnahme am Fräswalzenantrieb kann auch die Stromaufnahme des gesamten Ballenöffners 10 überwacht bzw. zur Überlastdetektion herangezogen werden. Dies hat den Vorteil, dass dafür in der Regel bereits vorhandene Schaltungen im Ballenöffner 10 vorhanden sind, was sich günstig auf die Kosten auswirkt. Im Ergebnis bildet die Erfindung einen sehr einfachen Weg, Hindernisse sicher zu erkennen und Fehlauslösungen wegen einer Überlast an den Fräswalzen 12 weitestgehend zu vermeiden.
Bezugszeichenliste
1 Anordnung
2 Faserballen
3 Faserballen
4 Faserballen
5 Faserballen
6 Faserballen
7 Fremdteil
8 Boden
10 Ballenöffner
1 1 Fräs köpf
12 Fräs walze
13 Gestell
14 Steuerung
15 Bedienterminal
16 Ausgabeabschnitt sV Verfahr- bzw. Abtragweg hZ(i, j); i, j e N Höhe einer Faserballen-Zone
Sk; k e N Schritt

Claims

Patentansprüche
Verfahren zum Betreiben eines Ballenöffners (10) mit zumindest einer Fräswalze (12), mittels deren Rotierens um eine Rotationsachse und Bewegens entlang eines vorbestimmten Verfahrwegs (sv) in einem spitzen oder rechten Winkel zur Rotationsachse der Ballenöffner (10) in der Lage ist, einen Faserballen (2 - 6) abzufräsen und damit Fasermaterial aus dem Faserballen (2 - 6) herauszulösen, aufweisend,
• einen Anfangsschritt (S2)
- eines Detektierens, wenn an einer oder allen überwachten der zumindest einen Fräswalze (12) eine Überlast auftritt, und
- eines Übergehens zu einem Ermittlungsschritt (S3), wenn solch eine Überlast detektiert worden ist,
• den Ermittlungsschritt (S3)
- eines Ermitteins des Vorliegens eines Überlastzustands, wenn die detektierte Überlast entlang eines von der bzw. den überwachten Fräswalze(n) (12) zurückgelegten Wegs kontinuierlich aufgetreten ist, der gleich oder größer als eine vorbestimmter Wegstrecke ist, und
- eines Übergehens zu einem Auslöseschritt (S4), wenn solch ein Überlastzustand ermittelt worden ist, sowie
• den Auslöseschritt (S4) eines Auslösens einer Überlastreaktion.
Verfahren gemäß Anspruch 1 , wobei die Überlastreaktion umfasst
• ein Signalisieren des ermittelten Überlastzustands nach außen in Bezug auf den Ballenöffner (10) und/oder
• ein Abschalten des Ballenöffners (10) oder ein Reduzieren einer jeweiligen Drehzahl und/oder Verfahrgeschwindigkeit zumindest der überwachten Fräswalze(n) (12), an der bzw. den die Überlast zum Zeitpunkt des Ermitteins des Überlastzustands bestand. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner aufweisend einen Schritt eines Zurückspringens zum Anfangsschritt (S2), wenn
• im Ermittlungsschritt (S3) ermittelt worden ist, dass
- die Überlast weggefallen ist und
- der zurückgelegte Weg der zumindest eine Fräswalze (12) kürzer als der bzw. gleich der vorbestimmten vorbestimmte Wegstrecke ist,
• eine Bewegungsrichtung der zumindest einen Fräswalze (12) wechselt und/oder
• nach Ausführen des Auslöseschritts (S4)
- unmittelbar oder
- angestoßen.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die vorbestimmte Wegstrecke im Wesentlichen einer Abmessung der Faserballen (2 - 6) entlang des Verfahrwegs (sv) der zumindest einen Fräswalze (12) entspricht.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei im Fall eines Ballenöffners (10) mit mehreren, entlang des Verfahrwegs (sv) hintereinander angeordneten Fräswalzen (12) im Ermittlungsschritt (S3)
• im Fall eines Überwachens mehrerer Fräswalzen (12) gleichzeitig auf eine gemeinsam vorliegende Überlast auf den zurückgelegten Weg der jeweils in Verfahrrichtung der Fräswalzen (12) vorne liegenden Fräswalze (12) Bezug genommen wird und
• im Falle eines Überwachens einzelner Fräswalzen (12) auf Überlast hinsichtlich des zurückgelegten Wegs auf die Fräswalze(n) (12) Bezug genommen wird, bei denen eine Überlast detektiert worden ist und weiterhin besteht.
Verfahren gemäß Anspruch 5, wobei im Fall des Überwachens einzelner Fräswalzen (12) im Ermittlungsschritt (S3) bei Wegfallen der Überlast an einer überwachten Fräswalze (12)
• eine andere der Fräswalzen (12) mit Überlast überwacht wird und
• der zurückgelegte Weg eine Summe ist aus
- dem zurückgelegten Weg der einen Fräswalze (12) bis zum Zeitpunkt des Wegfalls der Überlast an der einen Fräswalze (12) und
- dem zurückgelegten Weg der anderen Fräswalze (12) ab dem Zeitpunkt des Wegfalls der Überlast an der einen Fräswalze (12).
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Ermitteln der Überlast aufweist einen Schritt des Überwachens einer Stromaufnahme
• eines Antriebs der zumindest einen Fräswalze und/oder
• des Ballenöffners (10) insgesamt.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren computerimplementiert ist.
Computerlesbares Medium, das durch einen Prozessor ausführbare Befehle aufweist, um einem Prozessor die Ausführung eines Verfahrens gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche zu ermöglichen.
Ballenöffner (10),
• ausgebildet gemäß Anspruch 1 oder 5 und
• gestaltet, im Fall einer einzigen vorhandenen Fräswalze (12) gemäß einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 - 4 und im Fall mehrerer vorhandener Fräswalzen (12) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche betrieben zu werden.
1 1 . Ballenöffner (10) gemäß Anspruch 10, aufweisend oder gekoppelt mit einer Steuerungseinrichtung, eingerichtet, den Ballenöffner (10) gemäß dem Verfahren zu betreiben.
12. Ballenöffner (10) gemäß Anspruch 10, aufweisend und/oder gekoppelt mit
· eine(r) Lastüberwachungseinrichtung (14), eingerichtet, die Überlast an der bzw. den überwachten Fräswalze(n) (12) zu detektieren,
• eine(r) Wegerfassungseinrichtung, gestaltet, den zurückgelegten Weg der betreffenden Fräswalze(n) (12) zu ermitteln und
• eine(r) Schutzeinrichtung (14), eingerichtet, bei ermitteltem Über- lastzustand, die Überlastreaktion auszulösen bzw. auszuführen.
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