EP3564419B1 - Ballenöffner mit einer höhenveränderbaren abnehmereinheit und einer bremseinheit hierzu - Google Patents

Ballenöffner mit einer höhenveränderbaren abnehmereinheit und einer bremseinheit hierzu Download PDF

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EP3564419B1
EP3564419B1 EP19155992.1A EP19155992A EP3564419B1 EP 3564419 B1 EP3564419 B1 EP 3564419B1 EP 19155992 A EP19155992 A EP 19155992A EP 3564419 B1 EP3564419 B1 EP 3564419B1
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EP
European Patent Office
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unit
drive motor
brake unit
bale opener
brake
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EP19155992.1A
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EP3564419A1 (de
Inventor
Alexander Loos
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Truetzschler Group SE
Original Assignee
Truetzschler Group SE
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Publication date
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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 present invention relates to a method for operating a bale opener for opening pressed fiber bales set up in an installation direction, generally referred to as fiber bale inspection.
  • the bale opener is provided with a machine frame that can be moved in the installation direction and with a take-off unit arranged on the machine frame.
  • the doffer unit is moved vertically with a drive motor, i.e. vertically in the sense of the application, so that the fiber bales are moved over with the doffer unit and fiber flakes are removed from the top of the fiber bales.
  • a braking unit is provided and connected to the drive motor in order to brake the drive motor if necessary.
  • the invention further relates to a bale opener for carrying out the method.
  • the US 4,507,826 A discloses, for example, a bale opener for opening pressed fiber bales set up in an installation direction, and the bale opener has a machine frame with a take-off unit arranged on the machine frame in a height-adjustable manner.
  • the pickup unit is mounted on the machine frame via threaded rods, and there are spindle motors on the pickup unit that can move in the height direction when the threaded rods rotate.
  • spindle nuts assigned to the threaded rods on both end sides of the pickup unit.
  • the pickup unit cannot carry out an uncontrolled, rapid downward movement, since a spindle drive with threaded rods and spindle nuts running on them cause self-locking, so that the spindle motor can even be operated without a brake unit.
  • a spindle drive with threaded rods and spindle nuts running on them cause self-locking, so that the spindle motor can even be operated without a brake unit.
  • practice has shown that such arrangements are not completely self-locking.
  • a bale opener for opening pressed fiber bales set up in an installation direction has a machine frame with a take-off unit, which is arranged on the machine frame in a height-adjustable manner.
  • the machine frame can be moved in the installation direction so that the fiber bales can be driven over with the doffer unit, and the doffer unit is suspended on the machine frame by means of at least one traction device.
  • the traction means for adjusting the height of the pickup unit on the machine frame is operatively connected to a drive motor arranged on the top side of the machine frame.
  • the traction mechanism is formed by a chain drive, and the pickup unit is mounted vertically with slides that are integrated into the side panels of the machine frame.
  • a braking unit is necessary to brake the drive motors as needed, for example in the event of a power failure, otherwise the pickup unit with a weight of, for example, 1,000 kg would fall uncontrollably from a current height position .
  • bale opener for opening pressed fiber bales set up in an installation direction
  • the bale opener has a machine frame which can be moved in an installation direction and a doffer unit is accommodated on the machine frame which can be moved in a height direction, so that the fiber bales are moved over with the doffer unit can be used to remove fiber flakes from the top of the fiber ball.
  • a brake unit is provided and connected to the drive motor for height adjustment of the pickup unit in order to brake the drive motor as necessary, for example in the event of a malfunction in the control unit or in the event of a power failure.
  • the EP 0 266 629 A1 teaches a bale opener with a machine frame that has a first side cheek and an opposite second side cheek and wherein the pickup unit and suspension means are arranged in a space between the two side cheeks on which the pickup unit is suspended.
  • a method for brake testing is known. To carry out the method, it is provided that after opening the braking device, a current holding current, which corresponds to a holding torque of the motor in a test position, is measured, that the braking device is then closed, that the motor is subjected to a test current when the brake is closed and that the motor is monitored for standstill during the test phase.
  • the height or vertical position of the pickup unit must be permanently maintained in the height position via a frequency converter to control the drive motor, whereby
  • the frequency converter is, for example, part of or forms a motor control unit.
  • a functionally reliable positioning of the pickup unit therefore depends on a very solid gear design of the gearbox connected to the drive motor and a very reliable motor control unit and, above all, on the reliability of a brake unit connected to the drive motor.
  • the drive motor is no longer electrically capable of maintaining the height position of the pickup unit or it is deliberately switched off, for example in order to avoid overheating of the drive motor during long holding phases at zero speed, during which there is no self-ventilation of the drive motor by a If the motor fan is enabled, safe function of the brake unit should be guaranteed.
  • the object of the invention is to ensure the height position of the pickup unit even in the event of a disruption in the power supply to the drive motor.
  • a method for operating a bale opener is provided. This is set up in a known manner to open pressed fiber bales that have been set up in an installation direction by removing fiber flakes from the top side of the fiber bales.
  • the top side means the fiber bale on a side facing away from the floor, on which the fiber bales and possibly also the bale opener are placed.
  • the bale opener includes a machine frame that can be moved in the installation direction and a removal unit that is arranged on the machine frame and can be moved in height with a drive motor and which mills off the fiber bales and thus opens them by removing flakes.
  • the bale opener also includes a brake unit.
  • the brake unit is connected to the drive motor in such a way that, when activated, it is able to block the drive motor with regard to its drive effect in at least one drive direction or a vertical movement of the pickup unit in a blocking direction corresponding to the at least one drive direction.
  • the method according to the invention provides for two steps. In a first step, the fiber bales are opened in a predetermined direction of movement by driving over the fiber bales with the pickup unit. In a second step, if the doffer unit is to remain in its vertical position, for example when the fiber bales are leveled, the braking unit is activated. The vertical position corresponds to the distance to or the height in relation to the ground.
  • the method provides in a subsequent first sub-step to energize the drive motor via a control unit in the at least one drive direction at least in such a way that the drive motor is able to overcome the blocking effect of the braking unit in the at least one blocking direction, provided that the current Blocking effect applied by the brake unit falls below a predetermined minimum effect.
  • this minimum effect corresponds to at least a holding force which is sufficient to prevent the pickup unit from moving in the at least one blocking direction (for example moving down towards the ground). I.e. With this minimum effect it can be assumed that the brake unit is not yet worn out. The minimum effect can be entered into the control unit in the form of a current supply value, for example.
  • the minimum effect is slightly greater in order to also slow down any movement of the pickup unit towards the ground.
  • the drive motor is therefore subjected to a test current when the brake unit is activated.
  • the brake unit is or is preferably not activated when the pickup unit is moving vertically, which represents a very low-wear procedure in relation to the brake lining of the brake unit.
  • a test torque is applied to the brake unit, and based on possible slip in the brake unit it can be determined whether the brake unit is functioning reliably or not. For example, it can be detected when the braking effect is no longer sufficient, for example due to a worn brake pad. This makes it possible to detect early on when the brake pad needs to be replaced, for example must, long before an accident can actually happen.
  • Energizing the drive motor after activating the brake unit also has very little locking, since the brake unit does not have to brake the drive motor first, which is associated with frictional wear in a brake unit that acts mechanically by means of a frictional connection. This procedure can also be carried out both when switching on and at any frequency during operation of the bale opener in order to ensure that the brake unit functions safely at all times of operation.
  • the aforementioned, at least one drive direction preferably corresponds to a lowering of the pickup unit towards the ground essentially vertically to the removal path and generally also vertically to the ground.
  • This has the advantage of only checking the brake unit in the direction of movement of the pickup unit that is dangerous for people.
  • the braking unit does not act at all, since its braking or blocking effect in this direction is not necessary and perhaps not even desired. In the event of an accident, it may be necessary to ensure that the pickup unit can be moved away from the ground at any time.
  • the second step of the method according to the invention i.e. at least energizing the drive motor, can take place when the bale opener is switched on, preferably automatically as part of the switch-on process as part of an initialization routine.
  • This has the advantage of being able to guarantee that the bale opener that is currently switched on is safe to operate.
  • the second step can take place immediately before the start of a fiber ball removal process. This is particularly useful if you want to switch to a different fiber bale display (for example with a bale opener with a one-sided suspended and rotatably mounted removal unit while it is swiveled towards the other fiber bale display) or if you want to start removing a new fiber bale display in some other way.
  • the second step can take place during a fiber ball removal process itself. This is particularly useful if the fiber ball view equalizes and when driving over the fiber bale, the pickup unit should or must no longer change its vertical position.
  • the second step can take place at predetermined times. These times can be specified using periods or times such as 12:00 noon. This makes it possible to check the bale opener regardless of its operating status. For example, it may be that due to climatic conditions (temperature, humidity, ...) the brake unit is more impaired or stressed in terms of its braking effect at certain times than at other times.
  • the second step can take place immediately before a change in the direction of movement of the doffer unit with regard to driving over the fiber bales, ie when changing direction.
  • the second step can take place when a predetermined operating state is present.
  • a predetermined operating state can be the achievement of a predetermined, minimum vertical position of the pickup unit, from which a particular danger arises for people.
  • Another operating state can be the (temporary) elimination of a material requirement from the subsequent machines to be fed, so that the bale opener does not currently have to mill off fiber bales.
  • the second step can take place after moving the pickup unit into a predetermined vertical position.
  • the pickup unit can be moved into a vertical position that is safe for people.
  • This vertical position can, for example, be a resting position on the fiber bale display, so that the milling rollers of the take-off unit cannot pose a danger to people.
  • the method preferably has a step of moving the pickup unit to reference its vertical position on the machine frame top vertical position.
  • the uppermost vertical position then preferably corresponds to the predetermined vertical position of the pickup unit.
  • existing facilities on the bale opener can be used to achieve this.
  • a switching flag on the pickup unit can come into contact with a switching element.
  • This is, for example, attached to the inside of a side cheek or a housing part of the bale opener, so that the switching element signals a defined height position of the pickup unit.
  • the test current can be applied to the drive motor in order to carry out the method according to the invention in exactly this uppermost height position of the pickup unit. If the pickup unit leaves this uppermost height position, the resulting slip in the brake unit can be reliably detected because the switching flag comes out of contact with the switching element, so that a corresponding switching signal from the switching element can be further processed electrically.
  • the current supply is continuously increased in the second step until the aforementioned slip occurs and is thus detected.
  • This makes it possible to determine whether the braking or blocking force of the brake unit is still sufficient or not. In particular, this can be used to simulate if an external force acts on the pickup, for example if its suspension is damaged, for example if the entire weight of the pickup unit acts on the brake unit.
  • the current supply is increased until a predetermined maximum current supply is reached, if this is exceeded there is a risk of damage to the bale opener (for example as part of its drive train) or which represents a maximum load on the brake unit during operation.
  • the maximum current supply can be fixed or, for example, manually specified by input on a control unit.
  • test torque on the brake unit is the torque that is already applied to the drive motor and thus also to the brake unit by the weight of the pickup unit.
  • the level of the test current can be measured and a test torque can be determined at which the slip occurs in the brake unit. If the limit torque to cause slip in the brake unit is higher than a required minimum value, the brake unit can be classified as fully functional and the bale opener can be put into normal operation.
  • the limit torque at which no slip may occur in the brake unit can be determined in such a way that the brake unit ensures safe braking of the pickup unit even at full downward speed on the machine frame.
  • the presence of slip can be determined by detecting when the pickup unit carries out a vertical movement in the aforementioned, at least one, drive direction despite the brake unit being activated. This can be done, for example, using a light barrier arrangement. Alternatively or additionally, this is done by detecting a rotational movement of an element of the drive motor to be blocked by the brake unit in the at least one drive direction or between the drive motor and the pickup unit. This element can be an output shaft of the drive motor, on which the brake unit acts.
  • a traction roller around which a suspension means such as a carrying strap is looped. I.e. it does not have to be an element on which the braking unit acts directly.
  • a sensor can be provided, for example in the form of an incremental encoder.
  • there is an increase in temperature in the brake unit advantageously determined in the area of the brake pad, or between the element to be blocked and the brake unit. This results from the slip so that it can be determined. He can also
  • Slip in the drive motor can be measured with a motor control unit, or the slip is recorded in the drive motor via a vertical movement of the pickup unit. If a slip occurs in the brake unit, the drive motor also begins to rotate and the pickup unit leaves its current vertical position, which can be detected by appropriate position detection means.
  • the invention is further directed to a bale opener which is set up to carry out one of the aforementioned methods.
  • a bale opener which is set up to carry out one of the aforementioned methods.
  • the bale opener has a control unit or is coupled to one. This is set up to carry out the respective procedure.
  • the bale opener is therefore set up to open fiber bales and, as is known, has a machine frame which can be moved in the direction of installation of the fiber bales and has a take-off unit arranged on the machine frame. This can be moved in height with a drive motor.
  • a brake unit connected to the drive motor is provided in order to brake the drive motor if necessary or to hold it in a vertical position in at least one direction.
  • the bale opener has a control unit with which the drive motor can be subjected to a test current when the brake unit is activated, a slip in the brake unit being measurable in order to determine a state of the brake unit, and a sensor for detecting a rotational movement of one of the brake unit the at least one drive direction of the element of the drive motor to be blocked or an element between the drive motor and the pickup unit and/or a light barrier arrangement for detecting a vertical movement of the pickup unit and/or a sensor for detecting an increase in temperature in the brake unit or between the element to be blocked and the brake unit .
  • the bale opener is designed in particular so that the method according to the invention can be carried out.
  • the bale opener according to the invention preferably comprises a motor control unit.
  • the machine frame preferably has a first side cheek and an opposite second side cheek.
  • the pickup unit and suspension means for example in the form of traction means, on which the pickup unit is suspended, are advantageously arranged in a space between the two side cheeks.
  • a sensor can be provided for each suspension means to detect the movement of the pickup unit and thus the presence of slippage. Operational reliability increases because a sensor can fail and the slip continues to be detected.
  • no lateral component of the pickup unit protrudes into the side panels, for example around an arrangement to create a traction device within the side cheek.
  • An installation space is created in the side panels to accommodate other equipment Operation of the bale opener is suitable, in particular to accommodate the control unit for the bale opener and / or the motor control unit with at least one converter.
  • the pickup unit can only be guided in a simple manner on the side walls, so that the entire design effort for the vertically adjustable arrangement of the pickup unit on the machine frame is simplified.
  • two portal profiles running parallel to one another are preferably formed, which are part of the machine frame. They extend in a transverse direction and are connected to the side cheeks with their ends in the area of the upper corners.
  • the transverse direction runs essentially transversely to the direction of movement of the doffer unit for milling off the fiber bales and essentially transversely to the lowering and raising directions of the doffer unit for changing the vertical position.
  • Extend between the portal profiles In the installation direction, i.e. parallel to the direction of movement of the take-off unit for milling off the fiber bales, there are at least two bridge elements on which deflection rollers are arranged or accommodated.
  • the suspension of the pickup unit is formed on the top of the machine frame via two looped traction means, which wrap around a respective deflection roller on the upper part of the machine frame.
  • the bridge elements are spaced apart from one another and are preferably arranged on the portal profiles in the end regions of the portal profiles, with which they are connected to the side cheeks, and are placed on the top side of them, for example.
  • the bridge elements are either C-shaped or trapezoidal and load on the top of the portal profiles with two opposite end sides.
  • the deflection rollers are preferably accommodated in the middle of the bridge elements, so that they are arranged centered over the spaced, parallel portal profiles. Consequently, the traction means can also be arranged centrally on the machine frame, so that the pickup unit can be guided on the machine frame essentially torque-free.
  • the drive motor arranged on the pickup unit can be moved vertically with the pickup unit. In a certain way, during a vertical movement, the doffer unit pulls itself up on the machine frame using the traction device when the drive motor is activated.
  • the drive motor is operatively connected to a traction roller so that it can be set in rotation.
  • the traction roller is rotated by the drive motor in a direction in which the traction mechanism is wound onto the traction roller. If the pickup unit is to be moved vertically downwards, the traction roller is rotated in an opposite direction by the drive motor so that the traction mechanism is unwound from the traction roller again.
  • the effective diameter of the traction roller is largest due to the traction means wound on it. In this position Consequently, the greatest torque acts on the gear unit, which is caused by the weight of the pickup unit.
  • the arrangement of the drive motor on the pickup unit itself eliminates the need to arrange the drive motor on the top side of the machine frame, so that the overall height of the machine frame can be reduced accordingly.
  • the design effort of the machine frame itself is also reduced, since no traction means arranged laterally in the side walls of the machine frame have to be driven.
  • a preferred variant for forming the traction means results when they are formed from tension bands made of a rubber material with integrated steel tension members. Such tension straps are known, for example, from elevator construction for accommodating a driving cabin and can withstand high mechanical loads.
  • the drawstrings have a very large transferable tensile force, and at the same time they can be wound onto traction rollers with very large numbers of repetitions.
  • traction devices are maintenance-free and structurally easier to integrate into the bale opener than, for example, a chain drive.
  • the brake unit and drive motor preferably form a structural unit. This can be done by attaching the brake unit, for example, to a housing of the drive motor and thereby having a blocking effect on the output shaft of the motor.
  • This unit can be attached to the frame of the bale opener (e.g. the doffer unit) like a classic motor.
  • the pickup unit is preferably suspended from two traction means via two traction rollers.
  • the traction means are arranged close to end sides of the pickup unit lying in the transverse direction.
  • the traction rollers are preferably arranged on a common drive shaft.
  • the distance between the traction rollers corresponds to the distance between the deflection rollers, and the first ends of the traction means are also connected to the pickup unit at the same distance. This allows the pickup unit to be moved safely in the vertical direction.
  • the drive motor is connected to the drive shaft by means of a gear. I.e. the drive motor does not have to provide the power which would be necessary without a gear to raise the pick-up direction, particularly vertically. In addition, the minimum speed of the drive motor can be brought to a practical level.
  • the transmission can be designed in such a way that the drive shaft extends through a receiving opening through the transmission, so that a first traction roller is received on a first side of the transmission on the drive shaft and a second traction roller is on an opposite second side of the transmission Drive shaft is included. If the drive motor is activated, both traction means rollers rotate with the same rotational movement, and consequently both traction means can be wound onto the traction means rolls with the same length. This ensures that the pickup unit has a horizontal extension at any height.
  • the transmission it preferably also belongs to the aforementioned structural unit. This makes it possible to pre-assemble this structural unit and attach it to the bale opener as a module like a classic motor. The attachment points can thus be reduced to a minimum. There are also no tolerance-related assembly problems between the drive motor, gearbox and brake unit.
  • so-called geared motors i.e. motors with a permanently attached gear, can be purchased inexpensively as a standard part.
  • rotation sensors are arranged on said traction rollers, with which a vertical position of the pickup unit can be detected. This can be done, for example, by counting the revolutions of the respective rotation sensor, starting from an initial vertical position of the pickup unit.
  • the connection of the first end of the traction means to the pickup unit includes a force detection unit with which a traction force in the traction means can be detected. Since the weight of the doffer unit is known, a supporting force of the doffer unit on the fiber bales can be calculated by currently recording the tensile force in the traction means, in particular with the electrical control unit.
  • the doffer unit presses on the top of the fiber bale with a greater supporting force, the tensile force in the traction means is reduced the difference between the weight of the doffer unit and the determined tensile force in the traction means, the support force of the doffer unit on the top of the fiber bale can be calculated. It is therefore possible to determine when the doffer unit rests on the fiber bale, which can be taken as an example as the initial vertical position.
  • Rotary sensors are particularly suitable for detecting travel speeds. For example, when the bale opener is switched on, the doffer unit can be moved to a reference position, so that, starting from the reference position, the height position of the doffer unit can be detected via the rotary sensors and made available to an electrical control unit.
  • the rotation sensor can serve, for example, as a control loop element for regulating the vertical travel speed.
  • a slip in the brake unit can also be detected with the rotary sensors, since the pickup unit leaves the height position to be maintained by the brake unit when slip occurs, which can be sensed with the rotary sensor.
  • the brake unit is preferably arranged on the drive motor via a connecting member.
  • This can be a gearbox, for example.
  • Each of the aforementioned brake units can be connected to the drive motor via a freewheel in a blocking manner when activated in a drive direction. This makes it possible to start up the pickup unit in the event of danger, even if the brake unit is activated; This simply prevents the pickup unit from falling vertically towards the ground.
  • each of the aforementioned pickup units has the brake unit, which is connected to the drive motor.
  • the brake unit is arranged on the drive motor, in particular on the rear side of the motor, with the transmission being arranged on the front side of the motor.
  • the drive motor, the gearbox and the brake unit can form a structural unit.
  • the structural unit has a through opening at the transmission output through which the drive shaft can be passed through.
  • the drive shaft is connected to an output gear of the transmission in a torque-transmitting manner.
  • the Figures 1 and 2 show a bale opener 1 with the features of the present invention in two different perspective views.
  • the bale opener 1 is used for milling off the top of fiber bales 100, which are set up in a set-up area 28 on a floor 27 in several rows next to each other in a set-up direction 10.
  • a removal unit 12 which is mounted on a machine frame 11 in a height direction, is used to mill off the top side of the fiber bale 100.
  • the machine frame 11 has a first side cheek 17 and a second side cheek 18, and two portal profiles 19 arranged at a distance from one another extend between the two side cheeks 17 and 18.
  • the side cheeks 17 and 18 have rollers 29 and 30, and a running rail 31 is used to guide the machine frame 11 in the installation direction 10, on which the rollers 29 are guided on the first side cheek 17.
  • the doffer unit 12 has two doffer rollers 32 and three support rollers 33 on an underside, the doffer rollers 32 being located between the support rollers 33, and all of the rollers 32 and 33 running parallel to one another in a transverse direction 20. There are gratings 34 in front of the take-off rollers 32. If the rollers 32 and 33 are set in rotation, the take-off rollers 32 pick up flake-like components from the pressed fiber bales 100, and the fiber flakes are sucked off via a suction device 35 and fed for further use.
  • the suction device 35 comprises a suction hood 36, which is located on the top side of the pickup unit 12 and to which a spiral hose 37 leading vertically upwards is connected.
  • the spiral hose 37 can change in length.
  • the spiral hose 37 is connected on the top side to a suction air shaft 38, which introduces the suction air into the first side cheek 17 on the top side.
  • the suction air shaft 38 is thus self-supporting and connected to the top of the first side cheek 17, and the spiral hose 37 is located in a hanging arrangement at the end of the suction air shaft 38.
  • the suction air travels through the first side cheek 17 and arrives via a channel 39 together with the fiber flakes a further processing station.
  • the bale opener 1 is controlled manually via a control panel 40, which is set up, for example, on a head side of the channel 39.
  • the bale opener 1 is supplied with electricity via a connection box 41, which is located at the same head end of the channel 39.
  • An electrical supply and a signal connection to the movable machine assembly 11 can be established via a power and signal connection 42, comprising a cable chain unit 43, the power and signal connection 42 being located on the side of the channel 39.
  • a driver 44 forms the movable connection of the cable chain unit 43 and is connected to a belt lifting unit 45, which is connected to the first side cheek 17 and is consequently moved with the movement of the machine frame 11 in the installation direction 10.
  • the band lifting unit 45 is used to lift a cover band 46, which covers the channel 39 on the top side.
  • traction means 13 are used.
  • the traction means 13 are accommodated via deflection rollers within bridge elements 21, and the bridge elements 21 extend in the installation direction 10 and are supported on the top side of the portal profiles 19, which extend in the transverse direction 21.
  • Fig. 3 shows a section of the pickup unit 12 with components arranged on the pickup unit 12 for the vertical movement of the pickup unit 12 on the machine frame 11, not designated here, of the bale opener 1, also not designated here.
  • a drive motor 14 is accommodated on a frame of the pickup unit 12 and can be connected via a gear 23 Set drive shaft 22 in rotation.
  • a traction roller 16 is accommodated on the drive shaft 22.
  • the traction roller 16 When the drive motor 14 is activated, the traction roller 16 is set in rotation and the traction means 13 is wound or unwound on the traction roller 16.
  • the pickup unit 12 thus moves in the height or vertical direction.
  • the transmission 23 is exemplary designed so that the drive shaft 22 can extend through it.
  • the traction means 13 is also attached to the pickup unit 12 with a first end via an invisible force detection unit, and a second end of the traction means 13 can be wound up and unwound on the traction means roller 16.
  • the drive motor 14 is advantageously designed to be structurally identical to the transmission 23.
  • a brake unit 24 On the back of the drive motor 14 there is a brake unit 24. If the brake unit 24 is activated, it can be ensured that the height position of the pickup unit 12 is at least in the direction of the floor 27, not shown, i.e. downwards Figure 3 , not changed.
  • the view also shows a guide profile 26, which is attached to the side cheek, not shown.
  • the guide profile 26 projects into the space between the two side cheeks, and an arrangement of guide rollers on the doffer unit 12 ensures vertical guidance of the doffer unit 12 on the machine frame, with another guide profile being arranged in the same way on the other side cheek opposite.
  • Fig. 4 shows a schematic view of a control unit 50 for controlling a bale opener Fig. 1 or Fig. 2 .
  • the control unit 50 interacts with a motor control unit 51 to control the drive motor 14.
  • the brake unit 24 is indicated, which is connected to the drive motor 14 via a connecting member 52, and the connecting member 52 forms, for example, the back of an armature shaft of the drive motor 14.
  • the brake unit 24 can be arranged on the rear of the drive motor 4, with the front on the drive motor 14 the gear 23 is arranged, see here Fig. 3 .
  • the schematic representation of the Fig. 4 shows the operative connection of the control unit 50 both with the engine control unit 51 and with the brake unit 24.
  • the brake unit 24 can, for example, be designed as a spring brake unit with a resting compression spring. When the brake unit 24 is switched inactive, it intervenes to block the connecting member 52.
  • the brake unit 24 is connected with the control unit 50 and, according to the invention, in particular with the motor control unit 51 in order to carry out the method according to the invention.
  • the brake unit 24 preferably includes a freewheel which prevents the movement of the pickup unit 12 upwards Figure 3 , i.e. away from the floor 27, even if the brake unit 24 is activated.
  • the brake unit 24 can always be activated when the pickup unit 12 is not to be moved vertically.
  • the drive motor 14 is energized, in the example shown in the direction of the floor 27, i.e. in the lowering direction. This is the direction of movement, which is particularly important for people due to the take-off rollers 32 can become dangerous. If it is detected that the pickup unit 14 is moving in this direction, this is the signal for the motor control unit 51 or the control unit 50 that the brake unit 24 is no longer functioning properly and, for example, initiates an emergency stop of the bale opener 1. In this case, there is a slip between the brake unit 24 and the drive motor 14.
  • the current supply is continuously increased, starting from a predetermined, minimum current intensity, when the slip is detected, it can be concluded based on the currently applied test current, for example, what braking or blocking force the brake unit 24 can still apply.
  • a warning for example in the form of a display bar that gradually changes in color from green (full braking effect) to red (no braking effect), a correspondingly controlled LED, preferably in conjunction with certain lighting scenarios such as flashing and, if necessary an acoustic alarm is issued. This increases operational safety enormously.
  • the current is supplied up to an upper limit, which can correspond to the maximum braking or blocking force to be applied by the brake unit 24.
  • the brake unit 24 does not have to act on the armature shaft of the drive motor 14. Any other element connected to the drive motor 14, such as the drive shaft 22, is possible.
  • the movement of the pickup unit 12 can also take place by means of a sensor, for example a distance sensor, which rests on the outer surface of the wound traction means 13.
  • a sensor for example a distance sensor, which rests on the outer surface of the wound traction means 13.
  • the sensor changes its distance from the other distance sensor, which enables the slip to be detected.
  • a sensor with an immersion core would be conceivable.
  • a temperature sensor can also be provided, which detects a temperature increase between the brake unit 24 and the element to be blocked due to the frictional heat generated during slippage.
  • the invention is independent of how the pickup unit 12 is suspended.
  • the invention can be applied, for example, to known bale openers, the take-off unit of which is only suspended on one side and can be rotatably arranged to change the row of fiber bales.
  • the height of the pickup unit can be determined, for example, using an incremental encoder on the drive motor shaft. This is also possible with a lifting spindle drive.
  • the invention offers a very simple, cost-effective and universally applicable way to safely test the brake for a customer unit.

Landscapes

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

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Ballenöffners zum Öffnen von gepressten und in einer Aufstellrichtung aufgestellten Faserballen, allgemein bezeichnet als Faserballenschau. Der Ballenöffner ist mit einem in der Aufstellrichtung verfahrbaren Maschinengestell und mit einer am Maschinengestell angeordneten Abnehmereinheit versehen. Die Abnehmereinheit wird mit einem Antriebsmotor in der Höhe, also vertikal im Sinne der Anmeldung, verfahren, sodass die Faserballen mit der Abnehmereinheit überfahren werden und Faserflocken oberseitig aus den Faserballen abgetragen werden. Eine Bremseinheit ist vorgesehen und mit dem Antriebsmotor verbunden, um den Antriebsmotor bedarfsweise abzubremsen. Ferner betrifft die Erfindung einen Ballenöffner zur Ausführung des Verfahrens.
  • Die US 4 507 826 A offenbart beispielsweise einen Ballenöffner zum Öffnen von gepressten und in einer Aufstellrichtung aufgestellten Faserballen, und der Ballenöffner weist ein Maschinengestell mit einer am Maschinengestell höhenveränderbar angeordneten Abnehmereinheit auf. Die Abnehmereinheit ist über Gewindestangen am Maschinengestell aufgenommen, und an der Abnehmereinheit befinden sich Spindelmotoren, die bei Rotation der Gewindestangen in der Höhenrichtung verfahren können. Dabei befinden sich an beiden Endseiten der Abnehmereinheit jeweilige den Gewindestangen zugeordnete Spindelmuttern. Eine unkontrollierte, schnelle Abwärtsbewegung kann dabei die Abnehmereinheit nicht ausführen, da ein Spindelantrieb mit Gewindestangen und auf diesen ablaufenden Spindelmuttern eine Selbsthemmung bewirken, sodass der Spindelmotor gegebenenfalls sogar ohne eine Bremseinheit ausgeführt werden kann. Allerdings hat die Praxis gezeigt, dass solche Anordnungen nicht gänzlich selbsthemmend sind.
  • Aus der DE 37 34 480 A1 ist ein Ballenöffner zum Öffnen von gepressten und in einer Aufstellrichtung aufgestellten Faserballen bekannt, und der Ballenöffner weist ein Maschinengestell mit einer Abnehmereinheit auf, die höhenveränderbar am Maschinengestell angeordnet ist. Das Maschinengestell kann in der Aufstellrichtung verfahren werden, sodass die Faserballen mit der Abnehmereinheit überfahrbar sind, und wobei die Abnehmereinheit mittels wenigstens eines Zugmittels am Maschinengestell aufgehängt ist. Dabei ist das Zugmittel zur Höhenverstellung der Abnehmereinheit am Maschinengestell mit einem oberseitig am Maschinengestell angeordneten Antriebsmotor wirkverbunden. Das Zugmittel ist durch einen Kettentrieb gebildet, und die Abnehmereinheit ist mit Schlitten vertikal gelagert, die in den Seitenwangen des Maschinengestells integriert sind. Sofern keine Gegengewichte zum Ausgleich des Eigengewichtes der Abnehmereinheit in Verbindung mit den Kettentrieben vorgesehen werden, ist eine Bremseinheit zum bedarfsweisen Abbremsen der Antriebsmotoren notwendig, beispielsweise bei einem Stromausfall, da sonst die Abnehmereinheit mit einem Eigengewicht von beispielsweise 1.000 kg unkontrolliert aus einer aktuellen Höhenposition herabfallen würde.
  • Aus der EP 3 239 369 A1 ist ein weiterer Ballenöffner zum Öffnen von gepressten und in einer Aufstellrichtung aufgestellten Faserballen bekannt, und der Ballenöffner weist ein Maschinengestell auf, das in einer Aufstellrichtung verfahrbar ist und am Maschinengestell ist in einer Höhenrichtung verfahrbar eine Abnehmereinheit aufgenommen, sodass die Faserballen mit der Abnehmereinheit überfahren werden können, um Faserflocken oberseitig aus dem Faserballen abzutragen. Zur Sicherung der Höhenposition der Abnehmereinheit ist eine Bremseinheit vorgesehen und mit dem Antriebsmotor für eine Höhenverstellung der Abnehmereinheit verbunden, um den Antriebsmotor bedarfsweise abzubremsen, beispielsweise bei einer Störung in der Steuereinheit oder bei einem Stromausfall.
  • Die EP 0 266 629 A1 lehrt einen Ballenöffner mit einem Maschinengestell, das eine erste Seitenwange und eine gegenüberliegende zweite Seitenwange aufweist und wobei die Abnehmereinheit und Aufhängemittel in einem Zwischenraum zwischen den beiden Seitenwangen angeordnet sind, an denen die Abnehmereinheit aufgehängt ist.
  • Aus der EP 1 750 188 A1 ist ein Verfahren zur Bremsenprüfung bekannt. Zur Ausführung des Verfahrens ist vorgesehen, dass nach dem Öffnen der Bremseinrichtung ein aktueller Haltestrom, der einem Haltemoment des Motors in einer Prüfstellung entspricht, gemessen wird, dass anschließend die Bremseinrichtung geschlossen wird, dass der Motor bei geschlossener Bremse mit einem Prüfstrom beaufschlagt wird und dass der Motor während der Prüfphase auf Stillstand überwacht wird.
  • Dadurch, dass das Eigengewicht der Abnehmereinheit vollständig an dem oder an den mehreren Zugmitteln sowohl im Betrieb als auch im Stillstand permanent hängen kann, muss die Höhen- bzw. Vertikalposition der Abnehmereinheit dauerhaft über einen Frequenzumrichter zur Ansteuerung des Antriebsmotors in der Höhenposition gehalten werden, wobei der Frequenzumrichter beispielsweise Teil einer Motorsteuereinheit ist bzw. diese bildet.
  • Eine funktionssichere Positionshaltung der Abnehmereinheit hängt daher von einer sehr soliden Getriebeauslegung des mit dem Antriebsmotor verbundenen Getriebes und einer sehr zuverlässigen Motorsteuereinheit vor allem auch von der Zuverlässigkeit einer mit dem Antriebsmotor verbundenen Bremseinheit ab. Sobald jedoch der Antriebsmotor elektrisch nicht mehr dazu in der Lage ist, die Höhenposition der Abnehmereinheit zu halten oder dieser bewusst ausgeschaltet wird, beispielsweise, um Überhitzungen des Antriebsmotors bei lang andauernden Haltephasen bei der Drehzahl Null zu vermeiden, bei der keine Eigenbelüftung des Antriebsmotors durch einen Motorlüfter ermöglicht ist, sollte eine sichere Funktion der Bremseinheit gewährleistet sein.
  • Aufgabe der Erfindung ist die Sicherstellung der Höhenposition der Abnehmereinheit auch bei einer Störung der Stromzufuhr des Antriebsmotors. Insbesondere ist es die Aufgabe der Erfindung, die Funktion der Bremseinheit in jedem Betriebszustand des Ballenöffners sicherzustellen.
  • Diese Aufgabe wird mittels eines Verfahrens gemäß Anspruch 1 und mittels eines Ballenöffners gemäß Anspruch 8 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Zur Lösung der der Erfindung vorangehenden Aufgabe ist ein Verfahren zum Betreiben eines Ballenöffners vorgesehen. Dieser ist in bekannter Weise eingerichtet, gepresste und in einer Aufstellrichtung aufgestellte Faserballen mittels Abtragens von Faserflocken oberseitig aus den Faserballen zu öffnen. Oberseitig bedeutet dabei an einer einem Boden abgewandten Seite der Faserballen, auf dem die Faserballen und ggf. auch der Ballenöffner aufgestellt ist bzw. sind. Der Ballenöffner umfasst bekanntermaßen ein in der Aufstellrichtung verfahrbares Maschinengestell sowie eine am Maschinengestell angeordnete und mit einem Antriebsmotor in der Höhe verfahrbare Abnehmereinheit, die die Faserballen abfräst und damit öffnet, indem sie Flocken herauslöst. Weiterhin umfasst der Ballenöffner eine Bremseinheit. Die Bremseinheit ist mit dem Antriebsmotor derart verbunden, dass sie in der Lage ist, bei Aktivierung den Antriebsmotor hinsichtlich seiner Antriebswirkung in zumindest eine Antriebsrichtung bzw. eine Vertikalbewegung der Abnehmereinheit in eine zu der zumindest einen Antriebsrichtung korrespondierende, zumindest eine Blockaderichtung zu blockieren. Bei solch einem Ballenöffner sieht das erfindungsgemäße Verfahren zwei Schritte vor. In einem ersten Schritt werden die Faserballen mittels Überfahrens der Faserballen mit der Abnehmereinheit in eine vorbestimmte Bewegungsrichtung geöffnet. In einem zweiten Schritt wird, sofern die Abnehmereinheit in ihrer Vertikalposition verharren soll, beispielsweise wenn die Faserballen egalisiert sind, die Bremseinheit aktiviert. Die Vertikalposition entspricht dabei dem Abstand zum bzw. der Höhe in Bezug auf den Boden. Ist die Bremseinheit aktiviert, sieht das Verfahren in einem nachfolgenden ersten Teilschritt vor, den Antriebsmotor über eine Steuereinheit in die zumindest eine Antriebsrichtung zumindest so zu bestromen, dass der Antriebsmotor in der Lage ist, die Blockadewirkung der Bremseinheit in die zumindest eine Blockaderichtung zu überwinden, sofern die aktuell von der Bremseinheit aufgebrachte Blockadewirkung eine vorbestimmte Mindestwirkung unterschreitet. Diese Mindestwirkung entspricht erfindungsgemäß zumindest einer Haltekraft, die ausreicht, die Abnehmereinheit an einem Bewegen in die zumindest eine Blockaderichtung (beispielsweise Herabbewegen in Richtung Boden) zu hindern. D. h. bei dieser Mindestwirkung ist davon auszugehen, dass die Bremseinheit noch nicht verschlissen ist. Die Mindestwirkung kann in Form eines Bestromungswerts beispielsweise in die Steuereinheit eingegeben werden. Vorzugsweise ist die Mindestwirkung etwas größer, um auch eine etwaige Bewegung der Abnehmereinheit in Richtung Boden abzubremsen. Der Antriebsmotor wird also bei aktivierter Bremseinheit mit einem Teststrom beaufschlagt. Dabei wird in einem zweiten Schritt ermittelt, ob in der Bremseinheit selbst oder zwischen der Bremseinheit und dem Antriebsmotor ein Schlupf auftritt, d. h. ob der Antriebsmotor in der Lage ist, die Bremswirkung der Bremseinheit zu überwinden. Der Schlupf kann auch gemessen werden. Dadurch ist es möglich, die Funktionssicherheit der Bremseinheit kontrolliert zu überprüfen, ohne dass dafür die Abnehmereinheit in der Vertikalposition verfahren werden muss. Insbesondere ist bzw. wird die Bremseinheit vorzugsweise nicht bei sich vertikal bewegender Abnehmereinheit aktiviert, was eine sehr verschleißarme Vorgehensweise in Bezug auf den Bremsbelag der Bremseinheit darstellt.
  • Durch das Anlegen eines Teststroms an den Antriebsmotor mittels der Motorsteuereinheit, insbesondere der Frequenzumrichter, wird ein Test-Drehmoment auf die Bremseinheit gegeben, und anhand eines möglichen Schlupfes in der Bremseinheit kann festgestellt werden, ob die Bremseinheit zuverlässig funktioniert oder nicht. Beispielsweise kann detektiert werden, wenn die Bremswirkung beispielsweise aufgrund eines verschlissenen Bremsbelags nicht mehr ausreicht. Somit kann frühzeitig erkannt werden, wenn der Bremsbelag beispielsweise ausgetauscht werden muss, weit bevor wirklich ein Unfall passieren kann. Das Bestromen des Antriebsmotors nach Aktivieren der Bremseinheit ist zudem sehr verschließarm, da die Bremseinheit den Antriebsmotor nicht erst abbremsen muss, verbunden mit Reibverschleiß bei einer mittels Kraftschlusses mechanisch wirkenden Bremseinheit. Dieses Verfahren kann zudem sowohl beim Einschalten als auch in beliebiger Häufigkeit während des Betriebs des Ballenöffners ausgeführt werden, um zu jedem Betriebszeitpunkt eine sichere Funktion der Bremseinheit zu gewährleisten.
  • Die vorgenannte, zumindest eine Antriebsrichtung entspricht vorzugsweise einem Absenken der Abnehmereinheit in Richtung Boden im Wesentlichen vertikal zum Abtragweg und in der Regel auch vertikal zum Boden. Dies hat den Vorteil, die Bremseinheit nur in die für Personen gefährliche Bewegungsrichtung der Abnehmereinheit zu prüfen. In die andere Richtung kann vorgesehen sein, dass die Bremseinheit gar nicht wirkt, da deren Brems- bzw. Blockierwirkung in diese Richtung nicht erforderlich und vielleicht auch gar nicht erwünscht ist. Denn bei einem Unfall muss möglicherweise gewährleistet sein, die Abnehmereinheit jederzeit vom Boden weg bewegen zu können.
  • Der zweite Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens, also zumindest das Bestromen des Antriebsmotors, kann bei einem Einschalten des Ballenöffners erfolgen, vorzugsweise automatisch als Bestandteil des Einschaltvorgangs im Rahmen einer Initialisierungsroutine. Dies hat den Vorteil gewährleisten zu können, dass der gerade eingeschaltete Ballenöffner betriebssicher ist. Alternativ oder zusätzlich kann der zweite Schritt unmittelbar vor dem Beginn eines Faserballenabtragvorgangs erfolgen. Dies ist insbesondere sinnvoll, wenn auf eine andere Faserballenschau gewechselt werden soll (beispielsweise bei einem Ballenöffner mit einseitig aufgehängter und drehbar gelagerter Abnehmereinheit, während diese in Richtung andere Faserballenschau geschwenkt wird) oder in sonstiger Weise mit dem Abtragen einer neuen Faserballenschau begonnen werden soll. Wiederum alternativ oder zusätzlich kann der zweite Schritt während eines Faserballenabtragvorgangs selbst erfolgen. Dies ist insbesondere sinnvoll, wenn die Faserballenschau egalisiert wurde und beim Überfahren der Faserballen die Abnehmereinheit ihre Vertikalposition nicht mehr ändern soll bzw. muss. Wiederum alternativ oder zusätzlich kann der zweite Schritt zu vorbestimmten Zeiten erfolgen. Diese Zeiten können mittels Perioden oder Zeitangaben wie 12:00 Uhr mittags vorgegeben sein. Dies ermöglicht, den Ballenöffner betriebszustandsunabhängig prüfen zu können. Es kann beispielsweise sein, dass aufgrund der klimatischen Bedingungen (Temperatur, Luftfeuchtigkeit, ...) die Bremseinheit zu bestimmten Zeiten hinsichtlich ihrer Bremswirkung mehr beeinträchtigt oder beansprucht ist als zu anderen Zeiten. Wiederum alternativ oder zusätzlich kann der zweite Schritt unmittelbar vor einem Wechsel einer Bewegungsrichtung der Abnehmereinheit hinsichtlich des Überfahrens der Faserballen erfolgen, d. h. bei einem Richtungswechsel. Dies ist insofern zeitoptimal, da die Abnehmereinheit bei solch einem Wechsel angehalten und in Gegenrichtung wieder angefahren werden muss. In dieser Zeit könnte die Bremsprüfung erfolgen. Wiederum alternativ oder zusätzlich kann der zweite Schritt bei Vorliegen eines vorbestimmten Betriebszustands erfolgen. Solch ein Betriebszustand kann das Erreichen einer vorbestimmten, minimalen Vertikalposition der Abnehmereinheit sein, ab der eine besondere Gefahr für Personen ausgeht. Ein anderer Betriebszustand kann das (temporäre) Wegfallen einer Materialanforderung der nachfolgenden, zu beschickenden Maschinen sein, sodass der Ballenöffner momentan keine Faserballen abfräsen muss.
  • Wiederum alternativ oder zusätzlich kann der zweite Schritt nach einem Verfahren der Abnehmereinheit in eine vorbestimmte Vertikalposition erfolgen. D. h. die Abnehmereinheit kann aus Sicherheitsgründen in eine für Personen ungefährliche Vertikalposition gefahren werden. Diese Vertikalposition kann beispielsweise eine Aufliegeposition auf der Faserballenschau sein, sodass die Fräswalzen der Abnehmereinheit Personen nicht gefährlich werden können.
  • Dabei weist das Verfahren vorzugsweise einen Schritt eines Fahrens der Abnehmereinheit zur Referenzierung ihrer Vertikalposition am Maschinengestell in eine oberste Vertikalposition auf. Die oberste Vertikalposition entspricht dann vorzugsweise der vorbestimmten Vertikalposition der Abnehmereinheit. Insbesondere können dabei am Ballenöffner ohnehin vorhandene Einrichtungen genutzt werden, um dies zu realisieren. Beispielsweise kann beim Fahren der Abnehmereinheit in die oberste Vertikal- bzw. Höhenposition eine Schaltfahne an der Abnehmereinheit gegen ein Schaltelement gelangen. Dieses ist beispielsweise innenseitig an einer Seitenwange oder einem Gehäuseteil des Ballenöffners angebracht, sodass das Schaltelement eine definierte Höhenposition der Abnehmereinheit signalisiert. Dabei kann das Beaufschlagen des Antriebsmotors mit dem Teststrom zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in genau dieser obersten Höhenposition der Abnehmereinheit ausgeführt werden. Verlässt die Abnehmereinheit diese oberste Höhenposition, kann damit der entstandene Schlupf in der Bremseinheit sicher erkannt werden, da die Schaltfahne außer Kontakt mit dem Schaltelement gelangt, sodass ein entsprechendes Schaltsignal des Schaltelementes elektrisch weiterverarbeitet werden kann.
  • Vorzugsweise wird bei jedem der vorgenannten Verfahren die Bestromung im zweiten Schritt kontinuierlich erhöht, bis der vorgenannte Schlupf auftritt und damit detektiert wird. Dies ermöglicht festzustellen, ob die Brems- bzw. Blockierkraft der Bremseinheit noch ausreicht oder nicht. Insbesondere kann damit simuliert werden, wenn eine äußere Kraft auf den Abnehmer wirkt, wenn beispielsweise seine Aufhängung beschädigt ist, also beispielsweise das gesamte Gewicht der Abnehmereinheit auf die Bremseinheit wirkt. Alternativ oder zusätzlich wird die Bestromung solange erhöht, bis eine vorbestimmte maximale Bestromung erreicht ist, bei deren Überschreitung eine Beschädigung des Ballenöffners (beispielsweise im Rahmen seines Antriebsstrangs) zu befürchten ist oder die eine im Betrieb maximal vorliegende Belastung der Bremseinheit repräsentiert. Die maximale Bestromung kann fest oder beispielsweise mittels Eingabe an einer Steuereinheit manuell vorgegeben sein. Dies entspricht einer maximal zu prüfenden, auf die Bremseinheit wirkenden Last beispielsweise in Form der Gewichtskraft der gesamten Abnehmereinheit. Wird also der Teststrom angelegt und kontinuierlich gesteigert, addiert sich das Test-Drehmoment auf die Bremseinheit zum Drehmoment, das ohnehin durch das Eigengewicht der Abnehmereinheit auf den Antriebsmotor und damit ebenfalls auf die Bremseinheit aufgebracht wird. Dadurch ist bereits ein geringer Teststrom hinreichend, da durch die Summe der sich ergebenden Drehmomente auf die Bremseinheit bereits ein Grund-Drehmoment durch das Eigengewicht der Abnehmereinheit vorhanden ist. Die Höhe des Teststromes kann dabei gemessen werden, und es kann auf ein Test-Drehmoment geschlossen werden, bei dem der Schlupf in der Bremseinheit auftritt. Ist das Grenz-Drehmoment zur Verursachung eines Schlupfes in der Bremseinheit höher als ein geforderter Mindestwert, so kann die Bremseinheit als voll funktionsfähig eingestuft werden, und der Ballenöffner kann normal in Betrieb genommen werden. Die Festlegung des Grenz-Drehmomentes, bei dem in der Bremseinheit noch kein Schlupf auftreten darf, kann so erfolgen, dass ein sicheres Abbremsen der Abnehmereinheit auch bei einer vollen Abwärtsgeschwindigkeit am Maschinengestell durch die Bremseinheit sichergestellt ist. Das Vorliegen eines Schlupfs kann ermittelt werden, indem detektiert wird, wenn die Abnehmereinheit trotz aktivierter Bremseinheit eine Vertikalbewegung in die vorgenannte, zumindest eine Antriebsrichtung vollzieht. Dies kann beispielsweise mittels einer Lichtschrankenanordnung erfolgen. Alternativ oder zusätzlich erfolgt dies mittels Detektierens einer Drehbewegung eines von der Bremseinheit in die zumindest eine Antriebsrichtung zu blockierenden Elements des Antriebsmotors oder zwischen dem Antriebsmotor und der Abnehmereinheit. Dieses Element kann eine Abtriebswelle des Antriebsmotors sein, auf die die Bremseinheit einwirkt. Es kann sich aber auch beispielsweise um eine Zugmittelrolle handeln, um die herum ein Aufhängemittel wie ein Tragriemen herumgeschlungen ist. D. h. es muss sich nicht um ein Element handeln, auf das die Bremseinheit unmittelbar einwirkt. Zur Detektion der Drehbewegung kann ein Sensor beispielsweise in Form eines Inkrementalgebers vorgesehen sein. Wiederum alternativ oder zusätzlich wird eine Temperaturerhöhung in der Bremseinheit; vorteilhafterweise im Bereich deren Bremsbelags, oder zwischen dem zu blockierenden Element und der Bremseinheit ermittelt. Diese resultiert aus dem Schlupf, sodass dieser ermittelt werden kann. Auch kann der
  • Schlupf im Antriebmotor mit einer Motorsteuereinheit gemessen werden, oder der Schlupf wird im Antriebsmotor über eine Vertikalbewegung der Abnehmereinheit erfasst. Tritt ein Schlupf in der Bremseinheit auf, so beginnt auch der Antriebsmotor mit einer Rotation, und die Abnehmereinheit verlässt ihre aktuelle Vertikalposition, was durch entsprechende Positionserfassungsmittel erkannt werden kann.
  • Die Erfindung richtet sich weiterhin auf einen Ballenöffner, der zur Ausführung eines der vorgenannten Verfahren eingerichtet ist. Dazu weist er eine Steuereinheit auf oder ist mit einer solchen gekoppelt. Diese ist eingerichtet, das jeweilige Verfahren auszuführen. Der Ballenöffner ist also zum Öffnen von Faserballen eingerichtet und weist mithin bekanntermaßen ein in der Aufstellrichtung der Faserballen verfahrbares Maschinengestell mit einer am Maschinengestell angeordneten Abnehmereinheit auf. Diese ist mit einem Antriebsmotor in der Höhe verfahrbar. Ferner ist eine mit dem Antriebsmotor verbundene Bremseinheit vorgesehen, um den Antriebsmotor bedarfsweise abzubremsen bzw. in zumindest eine Richtung in Vertikalposition zu halten. Erfindungsgemäß weist der Ballenöffner eine Steuereinheit auf, mit der der Antriebsmotor bei aktivierter Bremseinheit mit einem Teststrom beaufschlagbar ist, wobei ein Schlupf in der Bremseinheit messbar ist, um einen Zustand der Bremseinheit zu bestimmen, und ein Sensor zur Detektion einer Drehbewegung eines von der Bremseinheit in die zumindest eine Antriebsrichtung zu blockierenden Elementes des Antriebsmotors oder eines Elementes zwischen dem Antriebsmotor und der Abnehmereinheit und/oder eine Lichtschrankenanordnung zum Detektieren einer Vertikalbewegung der Abnehmereinheit und/oder ein Sensor zum Detektieren einer Temperaturerhöhung in der Bremseinheit oder zwischen dem zu blockierenden Element und der Bremseinheit. Der Ballenöffner ist insbesondere so ausgebildet, dass das erfindungsgemäße Verfahren ausgeführt werden kann.
  • Vorzugsweise umfasst der erfindungsgemäße Ballenöffner eine Motorsteuereinheit.
  • Diese ist eingerichtet, eine Vertikalbewegung der Abnehmereinheit zu ermitteln. D. h. es werden bereits vorhandene Bestandteile des Ballenöffners genutzt, das Verfahren ausführen zu können. Dies wirkt sich günstig auf die Herstellungskosten aus.
  • Vorzugsweise weist das Maschinengestell eine erste Seitenwange und eine gegenüberliegende zweite Seitenwange auf. Die Abnehmereinheit und Aufhängemittel beispielsweise in Form von Zugmitteln, an denen die Abnehmereinheit aufgehängt ist, sind dabei vorteilhafterweise in einem Zwischenraum zwischen den beiden Seitenwangen angeordnet. Dadurch kann für jedes Aufhängemittel ein Sensor vorgesehen sein, die Bewegung der Abnehmereinheit und damit das Vorliegen eines Schlupfs zu detektieren. Es erhöht sich die Betriebssicherheit, da ein Sensor ausfallen kann und der Schlupf weiterhin detektiert wird. Zudem ragt kein seitlicher Bestandteil der Abnehmereinheit in die Seitenwangen hinein, etwa um eine Anordnung eines Zugmittels innerhalb der Seitenwange zu schaffen. Es wird ein Einbauraum in den Seitenwangen geschaffen, der für die Aufnahme anderer Betriebsmittel zum Betrieb des Ballenöffners geeignet ist, insbesondere um die Steuereinheit für den Ballenöffner und/oder die Motorsteuereinheit mit wenigstens einem Umrichter aufzunehmen. Die Abnehmereinheit ist an den Seitenwangen lediglich auf einfache Weise führbar, sodass sich der gesamte konstruktive Aufwand zur vertikal verstellbaren Anordnung der Abnehmereinheit am Maschinengestell vereinfacht.
  • Zwischen den Seitenwangen sind vorzugsweise zwei parallel zueinander verlaufende Portalprofile ausgebildet, die Bestandteil des Maschinengestells sind. Sie erstrecken sich in einer Querrichtung und sind mit ihren Enden im Bereich der oberen Ecken der Seitenwangen an diese angebunden. Die Querrichtung verläuft im Wesentlichen quer zur Bewegungsrichtung der Abnehmereinheit zum Abfräsen der Faserballen und im Wesentlichen quer zur Absenk- und Anheberichtung der Abnehmereinheit zum Verändern der Vertikalposition. Zwischen den Portalprofilen erstrecken sich in Aufstellrichtung, also parallel zur Bewegungsrichtung der Abnehmereinheit zum Abfräsen der Faserballen, wenigstens zwei Brückenelemente, an denen Umlenkrollen angeordnet bzw. aufgenommen sind. Dies ermöglicht, die genannten Sensoren nicht an den Seitenwangen und damit für den Transport sicher unterbringen zu können; die Portalprofile können zum Transport demontiert sein. Vorteilhafterweise ist die Aufhängung der Abnehmereinheit an der Oberseite des Maschinengestells über zwei geschlaufte Zugmittel gebildet, die eine jeweilige Umlenkrolle am oberen Teil des Maschinengestells umschlingen. Die Brückenelemente sind zueinander beabstandet und vorzugsweise in den Endbereichen der Portalprofile, mit denen diese an die Seitenwangen angebunden sind, an den Portalprofilen angeordnet und beispielsweise auf diesen oberseitig aufgesetzt. Die Brückenelemente sind entweder C-förmig oder trapezförmig ausgestaltet und lasten mit zwei gegenüberliegenden Endseiten oberseitig auf den Portalprofilen. Mittig an den Brückenelementen sind dabei die Umlenkrollen vorzugsweise aufgenommen, sodass diese zentriert über die beabstandet parallel verlaufenden Portalprofile angeordnet sind. Folglich kann auch das Zugmittel mittig am Maschinengestell angeordnet werden, sodass die Abnehmereinheit im Wesentlichen momentenfrei am Maschinengestell geführt werden kann. Der an der Abnehmereinheit angeordnete Antriebsmotor kann mit der Abnehmereinheit vertikal verfahren werden. In gewisser Weise zieht sich die Abnehmereinheit bei einem vertikalen Verfahren mit dem Zugmittel selbst am Maschinengestell hoch, wenn der Antriebsmotor aktiviert wird. Der Antriebsmotor ist mit einer Zugmittelrolle wirkverbunden, sodass diese in Rotation versetzt werden kann. Soll die Abnehmereinheit vertikal nach oben verfahren werden, wird die Zugmittelrolle durch den Antriebsmotor in einer Richtung gedreht, in der das Zugmittel auf die Zugmittelrolle aufgewickelt wird. Soll die Abnehmereinheit vertikal nach unten gefahren werden, wird die Zugmittelrolle durch den Antriebsmotor in einer Gegenrichtung gedreht, sodass das Zugmittel von der Zugmittelrolle wieder abgewickelt wird.
  • In der obersten Position der Abnehmereinheit ist der Wirkdurchmesser der Zugmittelrolle durch das auf diese aufgewickelte Zugmittel am größten. In dieser Position wirkt folglich auch das größte Drehmoment auf die Getriebeeinheit, das durch das Eigengewicht der Abnehmereinheit hervorgerufen wird. Durch die Anordnung des Antriebsmotors an der Abnehmereinheit selbst entfällt die Anordnung des Antriebsmotors oberseitig am Maschinengestell, sodass die Gesamtbauhöhe des Maschinengestells entsprechend reduziert werden kann. Auch der konstruktive Aufwand des Maschinengestells selbst reduziert sich, da keine seitlich in den Seitenwangen des Maschinengestells angeordneten Zugmittel angetrieben werden müssen. Eine bevorzugte Variante zur Bildung der Zugmittel ergibt sich, wenn diese aus Zugbändern aus einem Gummiwerkstoff mit integrierten Stahlzugträgern gebildet sind. Solche Zugbänder sind beispielsweise aus dem Aufzugbau zur Aufnahme einer Fahrkabine bekannt und mechanisch hoch belastbar. Die Zugbänder weisen eine sehr große übertragbare Zugkraft auf, wobei diese zugleich mit sehr großen Wiederholungszahlen auf Zugmittelrollen aufgewickelt werden können. Zudem sind derartige Zugmittel wartungsfrei und konstruktiv einfacher in den Ballenöffnern zu integrieren als beispielsweise ein Kettentrieb.
  • Vorzugsweise bilden Bremseinheit und Antriebsmotor eine bauliche Einheit. Dies kann erfolgen, indem die Bremseinheit beispielsweise an einem Gehäuse des Antriebsmotors angebracht ist und dabei auf die Abtriebswelle des Motors blockierend wirkt. Diese Einheit kann wie ein klassischer Motor am Gestell des Ballenöffners (beispielsweise der Abnehmereinheit) angebracht werden.
  • Die Abnehmereinheit ist vorzugsweise über zwei Zugmittelrollen an zwei Zugmitteln aufgehängt. Die Zugmittel sind nahe an in Querrichtung liegenden Endseiten der Abnehmereinheit angeordnet. Die Zugmittelrollen sind vorzugsweise auf einer gemeinsamen Antriebswelle angeordnet. Der Abstand zwischen den Zugmittelrollen entspricht dabei dem Abstand zwischen den Umlenkrollen, und die ersten Enden der Zugmittel sind mit ebenfalls gleichem Abstand an der Abnehmereinheit angebunden. Dadurch kann die Abnehmereinheit sicher in Vertikalrichtung bewegt werden. Alternativ oder zusätzlich ist der Antriebsmotor mit der Antriebswelle mittels eines Getriebes verbunden. D. h. der Antriebsmotor muss nicht die Kraft aufbringen, die ohne Getriebe erforderlich wäre, die Abnehmerrichtung insbesondere vertikal anzuheben. Zudem kann damit die Mindestdrehzahl des Antriebsmotors auf ein praktikables Maß gebracht werden. Das Getriebe kann dabei so ausgeführt sein, dass sich die Antriebswelle durch eine Aufnahmeöffnung durch das Getriebe hindurch erstreckt, sodass eine erste Zugmittelrolle auf einer ersten Seite des Getriebes auf der Antriebswelle aufgenommen ist und eine zweite Zugmittelrolle ist auf einer gegenüberliegenden zweiten Seite des Getriebes auf der Antriebswelle aufgenommen ist. Wird der Antriebsmotor aktiviert, rotieren beide Zugmittelrollen mit der gleichen Drehbewegung, und folglich können auch beide Zugmittel mit gleicher Länge auf die Zugmittel rollen aufgewickelt werden. Damit wird sichergestellt, dass die Abnehmereinheit in jeder Höhenlage eine horizontale Erstreckung aufweist.
  • Vorzugsweise gehört im Fall des Getriebes dieses ebenfalls zur vorgenannten, baulichen Einheit. Damit ist es möglich, diese bauliche Einheit vormontieren zu können und als Modul wie einen klassischen Motor am Ballenöffner anbringen zu können. Die Befestigungspunkte können damit auf ein Minimum reduziert werden. Auch entstehen keine toleranzbedingten Montageprobleme zwischen Antriebsmotor, Getriebe und Bremseinheit. Außerdem sind sogenannte Getriebemotoren, also Motoren mit fest angebrachtem Getriebe, kostengünstig als Standardteil zu erwerben.
  • Vorzugsweise sind an den besagten Zugmittelrollen Drehsensoren angeordnet, mit denen eine Vertikalposition der Abnehmereinheit erfassbar ist. Dies kann beispielsweise mittels Zählens der Umdrehungen des jeweiligen Drehsensors, ausgehend von einer initialen Vertikalposition der Abnehmereinheit, erfolgen. Alternativ oder zusätzlich umfasst die Anbindung des ersten Endes des Zugmittels an der Abnehmereinheit eine Krafterfassungseinheit, mit der eine Zugkraft in den Zugmitteln erfassbar ist. Da die Gewichtskraft der Abnehmereinheit bekannt ist, kann durch eine aktuelle Erfassung der Zugkraft in den Zugmitteln eine Abstützkraft der Abnehmereinheit auf die Faserballen errechnet werden, insbesondere mit der elektrischen Steuereinheit. Drückt die Abnehmereinheit mit einer größeren Abstützkraft auf die Oberseite der Faserballen, so verringert sich die Zugkraft in den Zugmitteln, wobei die Differenz zwischen der Gewichtskraft der Abnehmereinheit und der ermittelten Zugkraft in den Zugmitteln die Abstützkraft der Abnehmereinheit auf der Oberseite der Faserballen errechnet werden kann. Es ist somit möglich zu ermitteln, wann die Abnehmereinheit auf den Faserballen aufliegt, was beispielhaft als Initial-Vertikalposition genommen werden kann. Insbesondere eignen sich Drehsensoren auch dazu, Verfahrgeschwindigkeiten zu erfassen. Beispielsweise kann beim Einschalten des Ballenöffners die Abnehmereinheit an eine Referenzposition gefahren werden, sodass beginnend von der Referenzposition die Höhenposition der Abnehmereinheit über die Drehsensoren erfasst und einer elektrischen Steuereinheit zur Verfügung gestellt werden kann. Zudem kann der Drehsensor beispielsweise als Regelkreisglied zur Regelung der vertikalen Verfahrgeschwindigkeit dienen. Insbesondere kann auch mit den Drehsensoren ein Schlupf in der Bremseinheit erkannt werden, da die Abnehmereinheit bei Auftreten eines Schlupfes die mit der Bremseinheit zu haltende Höhenposition verlässt, was mit dem Drehsensor sensierbar ist.
  • Die Bremseinheit ist bei allen vorstehend angegebenen Ballenöffnern vorzugsweise über ein Verbindungsglied am Antriebmotor angeordnet. Dies kann beispielsweise ein Getriebe sein.
  • Jede der vorgenannten Bremseinheiten kann über einen Freilauf mit dem Antriebsmotor diesen bei Aktivierung in eine Antriebsrichtung blockierend verbunden sein. Dadurch ist es möglich, die Abnehmereinheit bei Gefahr hochfahren zu können, auch wenn die Bremseinheit aktiviert ist; diese verhindert lediglich das vertikale "Herunterfallen" der Abnehmereinheit in Richtung Boden.
  • Vorzugsweise weist jede der vorgenannten Abnehmereinheiten die Bremseinheit auf, die mit dem Antriebsmotor verbunden ist. Beispielsweise ist die Bremseinheit am Antriebsmotor angeordnet, insbesondere auf einer Motor-Rückseite, wobei auf einer Motor-Vorderseite das Getriebe angeordnet ist. Dabei können der Antriebsmotor, das Getriebe und die Bremseinheit eine bauliche Einheit bilden. Die bauliche Einheit weist am Getriebeausgang eine Durchgangsöffnung auf, durch die die Antriebswelle hindurchgeführt werden kann. Die Antriebswelle ist dabei mit einem Abtriebsrad des Getriebes drehmomentübertragend verbunden.
  • Schließlich wird ein weiterer Vorteil erreicht, wenn an den zur Abnehmereinheit weisenden Innenseiten der Seitenwangen vertikal verlaufende Führungsprofile angeordnet sind, an denen die Abnehmereinheit vertikal geführt verfahrbar ist. An der Abnehmereinheit selbst befinden sich entsprechende Führungsrollen, die an den Führungsprofilen beispielsweise an zwei Seitenflächen und/oder an einer Stirnfläche abrollen und mit denen die Abnehmereinheit an den Führungsprofilen somit auf einfache Weise sehr genau geführt wird. Die Führungsprofile werden dabei lediglich an den Innenseiten der Seitenwangen befestigt und ragen geringfügig in den Zwischenraum zwischen den beiden Seitenwangen hinein und weisen damit gegenüberliegend aufeinander zu. Damit geben sich keine konstruktiv aufwendigeren Führungen innerhalb der Seitenwangen, und Teile der Abnehmereinheit müssen nicht zur Führung in die Seitenwangen hineingeführt werden. Die Führungsrollen, die zur Führung der Abnehmereinheit mit den Führungsprofilen zusammenwirken, befinden sich dabei lediglich an den Außenseiten der Abnehmereinheit und bilden in Querrichtung den Abschluss derselben.
  • Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:
    • Fig. 1
    eine erste perspektivische Ansicht eines Ballenöffners,
    Fig. 2
    eine zweite perspektivische Ansicht des Ballenöffners,
    Fig. 3
    eine weitere perspektivische Ansicht eines des Antriebsmotors in baulicher Einheit mit der Bremseinheit und
    Fig. 4
    eine schematische Darstellung der Motorsteuerung in Wirkverbindung mit dem Antriebsmotor, einer Motorsteuereinheit und der Bremseinheit.
  • Die Figuren 1 und 2 zeigen in zwei unterschiedlichen perspektivischen Ansichten einen Ballenöffner 1 mit den Merkmalen der vorliegenden Erfindung. Der Ballenöffner 1 dient zum oberseitigen Abfräsen von Faserballen 100, die in einem Aufstellbereich 28 auf einem Boden 27 in mehreren Reihen nebeneinander in einer Aufstellrichtung 10 aufgestellt sind. Zum Abfräsen der Oberseite der Faserballen 100 dient eine Abnehmereinheit 12, die an einem Maschinengestell 11 in einer Höhenrichtung verfahrbar aufgenommen ist. Das Maschinengestell 11 weist eine erste Seitenwange 17 und eine zweite Seitenwange 18 auf, und zwischen den beiden Seitenwangen 17 und 18 erstrecken sich zwei beabstandet zueinander angeordnete Portalprofile 19.
  • Die Seitenwangen 17 und 18 weisen Laufrollen 29 und 30 auf, und zur Führung des Maschinengestells 11 in der Aufstellrichtung 10 dient eine Laufschiene 31, auf der die Laufrollen 29 an der ersten Seitenwange 17 geführt sind. Die Laufrollen 30, die sich unterseitig an der zweiten Seitenwange 18 befinden, laufen über den Boden 27 ab, auf dem auch die Faserballen 100 aufgestellt sind, und auf dem auch die Laufschiene 31 montiert ist.
  • Die Abnehmereinheit 12 weist auf einer Unterseite zwei Abnehmerwalzen 32 und drei Stützwalzen 33 auf, wobei sich die Abnehmerwalzen 32 zwischen den Stützwalzen 33 befinden, und wobei sämtliche Walzen 32 und 33 parallel zueinander in einer Querrichtung 20 verlaufen. Vor den Abnehmerwalzen 32 befinden sich Gitterroste 34. Werden die Walzen 32 und 33 in Rotation versetzt, so nehmen die Abnehmerwalzen 32 flockenartige Bestandteile aus den gepressten Faserballen 100 auf, und die Faserflocken werden über eine Absaugeinrichtung 35 abgesaugt und ihrer weiteren Verwendung zugeführt.
  • Die Absaugeinrichtung 35 umfasst eine Saughaube 36, die sich oberseitig an der Abnehmereinheit 12 befindet und an die sich ein vertikal nach oben führender Spiralschlauch 37 anschließt. Bei einem vertikalen Verfahren der Abnehmereinheit 12 kann sich der Spiralschlauch 37 in der Länge verändern. Der Spiralschlauch 37 ist oberseitig angebunden an einen Saugluftschacht 38, der die Saugluft in die erste Seitenwange 17 oberseitig einführt. Damit ist der Saugluftschacht 38 selbsttragend an der Oberseite der ersten Seitenwange 17 angebunden, und der Spiralschlauch 37 befindet sich in hängender Anordnung an dem Ende des Saugluftschachtes 38. Die Saugluft durchwandert dabei die erste Seitenwange 17 und gelangt über einen Kanal 39 gemeinsam mit den Faserflocken an eine weiterverarbeitende Station.
  • Die manuelle Steuerung des Ballenöffners 1 erfolgt über ein Bedienpult 40, welches beispielhaft an einer Kopfseite des Kanals 39 aufgestellt ist. Die elektrische Versorgung des Ballenöffners 1 erfolgt über einen Anschlusskasten 41, der sich am selben Kopfende des Kanals 39 befindet. Über eine Leistungs- und Signalverbindung 42, umfassend eine Kabelketteneinheit 43, kann eine elektrische Versorgung sowie eine Signalverbindung mit dem beweglichen Maschinengesell 11 hergestellt werden, wobei sich die Leistungs- und Signalverbindung 42 seitlich am Kanal 39 befindet. Ein Mitnehmer 44 bildet dabei die bewegliche Anbindung der Kabelketteneinheit 43 und ist an einer Bandhebeeinheit 45 angebunden, die mit der ersten Seitenwange 17 verbunden ist und folglich mit der Bewegung des Maschinengestells 11 in der Aufstellrichtung 10 mitbewegt wird. Die Bandhebeeinheit 45 dient zum Anheben eines Abdeckbandes 46, das den Kanal 39 oberseitig abdeckt.
  • Um die Abnehmereinheit 12 vertikal zu verfahren und am Maschinengestell 11 hängend aufzunehmen, dienen Zugmittel 13. Die Zugmittel 13 sind über Umlenkrollen innerhalb von Brückenelementen 21 aufgenommen, und die Brückenelemente 21 erstrecken sich in der Aufstellrichtung 10, und sind an den Portalprofilen 19 oberseitig abgestützt, die sich in der Querrichtung 21 erstrecken.
  • Fig. 3 zeigt einen Abschnitt der Abnehmereinheit 12 mit an der Abnehmereinheit 12 angeordneten Komponenten zur Höhenbewegung der Abnehmereinheit 12 am hier nicht bezeichneten Maschinengestell 11 des hier ebenfalls nicht bezeichneten Ballenöffners 1. Ein Antriebsmotor 14 ist an einem Rahmen der Abnehmereinheit 12 aufgenommen und kann über ein Getriebe 23 eine Antriebswelle 22 in Rotation versetzen. Auf der Antriebswelle 22 ist eine Zugmittelrolle 16 aufgenommen. Auf einer nicht dargestellten gegenüberliegenden Seite befindet sich eine weitere, hier nicht dargestellte Zugmittelrolle 16 in Anordnung auf der Antriebswelle 22.
  • Bei einer Aktivierung des Antriebsmotors 14 werden die Zugmittelrolle 16 in Rotation versetzt und das Zugmittel 13 auf der Zugmittelrolle 16 aufgewickelt oder abgewickelt. Damit verfährt die Abnehmereinheit 12 in Höhen- bzw. Vertikalrichtung.
  • Das Getriebe 23 ist exemplarisch so ausgebildet, dass sich die Antriebswelle 22 durch dieses hindurch erstrecken kann. Das Zugmittel 13 ist ebenfalls mit einem ersten Ende über eine nicht sichtbare Krafterfassungseinheit an der Abnehmereinheit 12 befestigt, und ein zweites Ende des Zugmittels 13 kann auf der Zugmittelrolle 16 auf- und abgewickelt werden. Der Antriebsmotor 14 ist vorteilhafterweise baueinheitlich mit dem Getriebe 23 ausgeführt. Hier rückseitig am Antriebsmotor 14 befindet sich eine Bremseinheit 24. Wird die Bremseinheit 24 aktiviert, so kann sichergestellt werden, dass sich die Höhenposition der Abnehmereinheit 12 zumindest in Richtung nicht dargestellten Bodens 27, also nach unten in Figur 3, nicht verändert.
  • Die Ansicht zeigt weiterhin ein Führungsprofil 26, das an der nicht dargestellten Seitenwange befestigt ist. Das Führungsprofil 26 ragt in den Zwischenraum zwischen den beiden Seitenwangen hinein, und eine Anordnung von Führungsrollen an der Abnehmereinheit 12 sorgt für eine Vertikalführung der Abnehmereinheit 12 am Maschinengestell, wobei an der gegenüberliegenden weiteren Seitenwange auf gleiche Weise ein weiteres Führungsprofil angeordnet ist.
  • Fig. 4 zeigt in einer schematischen Ansicht eine Steuereinheit 50 zur Steuerung eines Ballenöffners gemäß Fig. 1 oder Fig. 2. Die Steuereinheit 50 wirkt mit einer Motorsteuereinheit 51 zur Ansteuerung des Antriebsmotors 14 zusammen. Weiterhin ist die Bremseinheit 24 angedeutet, die über ein Verbindungsglied 52 mit dem Antriebsmotor 14 verbunden ist, und das Verbindungsglied 52 bildet beispielsweise die Rückseite einer Ankerwelle des Antriebsmotors 14. Insbesondere kann die Bremseinheit 24 rückseitig am Antriebsmotor 4 angeordnet sein, wobei vorderseitig am Antriebsmotor 14 das Getriebe 23 angeordnet ist, siehe hierzu Fig. 3.
  • Die schematische Darstellung der Fig. 4 zeigt die Wirkverbindung der Steuereinheit 50 sowohl mit der Motorsteuereinheit 51 als auch mit der Bremseinheit 24. Die Bremseinheit 24 kann beispielsweise als Federbremseinheit mit einer Ruhedruckfeder ausgeführt sein. Bei einer Inaktiv-Schaltung der Bremseinheit 24 greift diese zu, um das Verbindungsglied 52 zu blockieren. Das Beschalten der Bremseinheit 24 erfolgt mit der Steuereinheit 50 und erfindungsgemäß insbesondere weiterhin mit der Motorsteuereinheit 51, um das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen.
  • Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbeispiel.
  • Die Bremseinheit 24 umfasst vorzugsweise einen Freilauf, der die Bewegung der Abnehmereinheit 12 nach oben in Figur 3, also vom Boden 27 weg, freigibt, selbst wenn die Bremseinheit 24 aktiviert ist.
  • Die Bremseinheit 24 ist immer dann aktivierbar, wenn die Abnehmereinheit 12 nicht vertikal verfahren werden soll.
  • Wird bzw. ist die Bremseinheit 24 aktiviert, wird der Antriebsmotor 14 bestromt, im gezeigten Beispiel in Richtung Boden 27, also in Absenkrichtung. Dies ist die Bewegungsrichtung, die aufgrund der Abnehmerwalzen 32 für Personen besonders gefährlich werden kann. Wird detektiert, dass sich die Abnehmereinheit 14 in diese Richtung bewegt, ist dies für die Motorsteuereinheit 51 oder die Steuereinheit 50 das Signal, dass die Bremseinheit 24 nicht mehr richtig funktioniert, und leitet beispielsweise einen Nothalt des Ballenöffners 1 ein. In diesem Fall gibt es zwischen der Bremseinheit 24 und dem Antriebsmotor 14 einen Schlupf.
  • Wird die Bestromung, ausgehend von einer vorgegebenen, minimalen Bestromungsstärke, kontinuierlich erhöht, kann bei Detektieren des Schlupfes anhand des beispielsweise aktuell anliegenden Teststroms darauf geschlossen werden, welche Brems- bzw. Blockierkraft die Bremseinheit 24 noch aufbringen kann. Dies ermöglicht, bereits vor dem endgültigen Versagen der Bremseinheit 24 eine Warnung beispielsweise in Form eines farblich von grün (volle Bremswirkung) bis rot (keine Bremswirkung) nach und nach wechselnden Anzeigebalkens, einer entsprechend angesteuerten LED vorzugsweise in Verbindung mit bestimmten Leuchtszenarien wie Blinken und gegebenenfalls akustischen Alarmierens ausgegeben werden. Dies erhöht die Betriebssicherheit enorm.
  • Alternativ oder zusätzlich erfolgt die Bestromung bis zu einer oberen Grenze, die der von der Bremseinheit 24 maximal aufzubringenden Brems- bzw. Blockierkraft entsprechen kann.
  • Die Bremseinheit 24 muss nicht auf die Ankerwelle des Antriebsmotors 14 einwirken. Es ist jedes andere mit dem Antriebsmotor 14 verbundene Element, wie beispielsweise die Antriebswelle 22 möglich.
  • Die Bewegung der Abnehmereinheit 12 kann auch mittels eines Fühlers beispielsweise eines Abstandssensors erfolgen, der an der Außenfläche des aufgewickelten Zugmittels 13 anliegt. Bei einer Bewegung der Abnehmereinheit 12 in Vertikalrichtung verändert der Fühler seinen Abstand zum sonstigen Abstandssensor, was die Detektion des Schlupfes ermöglicht. Als Form wäre ein Sensor mit Tauchkern denkbar.
  • Handelt es sich bei der Bremseinheit 24 um eine mechanisch wirkende Bremse, kann auch ein Temperaturfühler vorgesehen sein, der eine aufgrund der bei einem Schlupf entstehende Reibwärme entstehende Temperaturerhöhung zwischen Bremseinheit 24 und zu blockierendem Element detektiert.
  • Insbesondere ist die Erfindung unabhängig davon, wie die Abnehmereinheit 12 aufgehängt ist. Die Erfindung ist beispielsweise auf bekannte Ballenöffner anwendbar, deren Abnehmereinheit nur einseitig aufgehängt ist und zum Ändern der Faserballenreihe drehbar angeordnet sein kann. Die Ermittlung der Höhe der Abnehmereinheit kann beispielsweise mittels eines Inkrementalgebers auf der Antriebsmotorwelle erfolgen. Dies ist ebenso bei einem Hubspindeltrieb möglich.
  • Im Ergebnis bietet die Erfindung eine sehr einfache, kostengünstige und universell einsetzbare Möglichkeit, die Bremse für eine Abnehmereinheit sicher zu prüfen.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Ballenöffner
    10
    Aufstellrichtung
    11
    Maschinengestell
    12
    Abnehmereinheit
    13
    Zugmittel
    14
    Antriebsmotor
    15
    Umlenkrolle
    16
    Zugmittelrolle
    17
    erste Seitenwange
    18
    zweite Seitenwange
    19
    Portalprofil
    20
    Querrichtung
    21
    Brückenelement
    22
    Antriebswelle
    23
    Getriebe
    24
    Bremseinheit
    26
    Führungsprofil
    27
    Boden
    28
    Aufstellbereich
    29
    Laufrolle
    30
    Laufrolle
    31
    Laufschiene
    32
    Abnehmerwalze
    33
    Stützwalze
    34
    Gitterrost
    35
    Absaugeinrichtung
    36
    Saughaube
    37
    Spiralschlauch
    38
    Saugluftschacht
    39
    Kanal
    40
    Bedienpult
    41
    Anschlusskasten
    42
    Leistungs- und Signalverbindung
    43
    Kabelketteneinheit
    44
    Mitnehmer
    45
    Bandhebeeinheit
    46
    Abdeckband
    50
    Steuereinheit
    51
    Motorsteuereinheit
    52
    Verbindungsglied
    100
    Faserballen

Claims (18)

  1. Verfahren
    • zum Betreiben eines Ballenöffners (1),
    - eingerichtet, gepresste und in einer Aufstellrichtung (10) aufgestellte Faserballen (100) mittels Abtragens von Faserflocken oberseitig aus den Faserballen (100) zu öffnen, und
    - aufweisend
    · ein in der Aufstellrichtung (10) verfahrbares Maschinengestell (11),
    · eine am Maschinengestell (11) angeordnete und mit einem Antriebsmotor (14) in der Höhe verfahrbare Abnehmereinheit (12) und
    · eine mit dem Antriebsmotor (14) derart verbundene Bremseinheit (24), dass die Bremseinheit (24) in der Lage ist, bei Aktivierung den Antriebsmotor (14) hinsichtlich seiner Antriebswirkung in zumindest eine Antriebsrichtung bzw. eine Vertikalbewegung der Abnehmereinheit (12) in eine zu der zumindest einen Antriebsrichtung korrespondierende, zumindest eine Blockaderichtung zu blockieren, sowie
    • umfassend
    - einen ersten Schritt eines Öffnens der Faserballen (100) mittels Überfahrens der Faserballen (100) mit der Abnehmereinheit (12) in eine vorbestimmte Bewegungsrichtung (10) und
    - einen zweiten Schritt, umfassend
    · ein Aktivieren der Bremseinheit (24), wenn die Abnehmereinheit (12) in ihrer Vertikalposition verharren soll, und
    · nach Aktivieren der Bremseinheit (24),
    o einen ersten Teilschritt eines Bestromens des Antriebsmotors (14) über eine Steuereinheit (50) in die zumindest eine Antriebsrichtung zumindest derart, dass der Antriebsmotor (14)
    o in der Lage ist, die Blockadewirkung der Bremseinheit (24) in die zumindest eine Blockaderichtung zu überwinden, wenn die Blockadewirkung eine vorbestimmte Mindestwirkung unterschreitet, und
    o einen zweiten Teilschritt eines Ermittelns des Vorliegens eines Schlupfs
    ◊ in der Bremseinheit (24) oder
    ◊ zwischen der Bremseinheit (24) und dem Antriebsmotor (14).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die zumindest eine Antriebsrichtung einem Absenken der Abnehmereinheit (12) entspricht.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der zweite Schritt ausgeführt wird zumindest
    • bei einem Einschalten des Ballenöffners (1),
    • unmittelbar vor einem Beginn eines Faserballenabtragvorgangs,
    • während eines Faserballenabtragvorgangs,
    • zu vorbestimmten Zeiten
    • unmittelbar vor einem Wechsel einer Bewegungsrichtung der Abnehmereinheit (12) hinsichtlich des Überfahrens der Faserballen (100) und/oder
    • bei Vorliegen eines vorbestimmten Betriebszustands des Ballenöffners (1).
  4. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, wobei das Aktivieren der Bremseinheit (24) und das Bestromen des Antriebsmotors (14) ausgeführt wird zumindest nach einem Verfahren der Abnehmereinheit (12) in eine vorbestimmte Vertikalposition.
  5. Verfahren nach Anspruch 4,
    • ferner aufweisend einen Schritt eines Fahrens der Abnehmereinheit (12) zur Referenzierung ihrer Vertikalposition am Maschinengestell (11) in eine oberste Vertikalposition,
    • wobei die vorbestimmte Vertikalposition der obersten Vertikalposition der Abnehmereinheit (12) entspricht.
  6. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, wobei die Bestromung im zweiten Schritt kontinuierlich erhöht wird, bis
    • der Schlupf auftritt und/oder
    • eine vorbestimmte maximale Bestromung erreicht ist.
  7. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, wobei das Vorliegen des Schlupfs ermittelt wird mittels Detektierens
    • einer Vertikalbewegung der Abnehmereinheit (12) in die zumindest eine Antriebsrichtung,
    • einer Drehbewegung eines von der Bremseinheit (24) in die zumindest eine Antriebsrichtung zu blockierenden Elements des Antriebsmotors (12) oder zwischen dem Antriebsmotor (12) und der Abnehmereinheit (14) und/oder
    • eines Detektierens einer Temperaturerhöhung
    - in der Bremseinheit (24) oder
    - zwischen dem zu blockierenden Element und der Bremseinheit (24).
  8. Ballenöffner (1),
    - eingerichtet, gepresste und in einer Aufstellrichtung (10) aufgestellte Faserballen (100) mittels Abtragens von Faserflocken oberseitig aus den Faserballen (100) zu öffnen, und
    - aufweisend
    · ein in der Aufstellrichtung (10) verfahrbares Maschinengestell (11),
    · eine am Maschinengestell (11) angeordnete und mit einem Antriebsmotor (14) in der Höhe verfahrbare Abnehmereinheit (12) und
    • eine mit dem Antriebsmotor (14) derart verbundene Bremseinheit (24), dass die Bremseinheit (24) in der Lage ist, bei Aktivierung den Antriebsmotor (14) hinsichtlich seiner Antriebswirkung in zumindest eine Antriebsrichtung bzw. eine Vertikalbewegung der Abnehmereinheit (12) in eine zu der zumindest einen Antriebsrichtung korrespondierende, zumindest eine Blockaderichtung zu blockieren,
    • einen Sensor zur Detektion einer Drehbewegung eines von der Bremseinheit (24) in die zumindest eine Antriebsrichtung zu blockierenden Elementes des Antriebsmotors (14) oder eines Elementes zwischen dem Antriebsmotor (14) und der Abnehmereinheit (12) und/oder
    • eine Lichtschrankenanordnung zum Detektieren einer Vertikalbewegung der Abnehmereinheit in die zumindest eine Antriebsrichtung trotz aktivierter Bremseinheit (24) und/oder
    • ein Sensor zum Ermitteln einer Temperaturerhöhung
    - in der Bremseinheit (24) oder
    - zwischen dem zu blockierenden Element und der Bremseinheit (24),
    • wobei der Ballenöffner (1) weiterhin eingerichtet ist zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der vorgenannten Ansprüche und
    • aufweisend oder gekoppelt mit einer Steuereinheit (50), eingerichtet, das Verfahren auszuführen.
  9. Ballenöffner (1) nach Anspruch 8, umfassend eine Motorsteuereinheit (51), eingerichtet, eine Vertikalbewegung der Abnehmereinheit (12) zu ermitteln.
  10. Ballenöffner (1) nach Anspruch 8 oder 9, wobei
    • das Maschinengestell (11) eine erste Seitenwange (17) und eine gegenüberliegende zweite Seitenwange (18) aufweist und
    • die Abnehmereinheit (12) und Aufhängemittel (13) in einem Zwischenraum zwischen den beiden Seitenwangen (17, 18) angeordnet sind, an denen die Abnehmereinheit (12) aufgehängt ist.
  11. Ballenöffner (1) nach Anspruch 10, wobei zwischen den Seitenwangen (17, 18) zwei parallel zueinander verlaufende Portalprofile (19) ausgebildet sind,
    • die
    - sich in einer Querrichtung (20) erstrecken und
    - mit ihren Enden im Bereich der oberen Ecken der Seitenwangen (17, 18) an diese angebunden sind,
    • wobei sich zwischen den Portalprofilen (19) in Aufstellrichtung (10) wenigstens zwei Brückenelemente (21) erstrecken, an denen Umlenkrollen (15) angeordnet sind.
  12. Ballenöffner (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei die Bremseinheit (24) und der Antriebsmotor (14) eine bauliche Einheit bilden.
  13. Ballenöffner (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 12,
    • wobei
    - die Abnehmereinheit (12) über zwei Zugmittelrollen (16) an zwei Zugmitteln (13) aufgehängt ist,
    - die Zugmittel (13) nahe an in Querrichtung (20) liegenden Endseiten der Abnehmereinheit (13) angeordnet sind und
    - die Zugmittelrollen (16) auf einer gemeinsamen Antriebswelle (22) angeordnet sind und/oder der Antriebsmotor (14) mit der Antriebswelle (22) mittels eines Getriebes (23) verbunden ist.
  14. Ballenöffner (1) nach Ansprüchen 12 und 13, wobei im Fall des Getriebes (23) dieses ebenfalls zur baulichen Einheit gehört.
  15. Ballenöffner (1) nach Anspruch 13 oder 14, wobei
    • an den Zugmittelrollen (15) Drehsensoren angeordnet sind, mit denen eine Vertikalposition der Abnehmereinheit (12) erfassbar ist, und/oder
    • die Anbindung des ersten Endes des Zugmittels (13) an der Abnehmereinheit (12) eine Krafterfassungseinheit umfasst, mit der eine Zugkraft in den Zugmitteln (13) erfassbar ist.
  16. Ballenöffner nach einem der Ansprüche 8 bis 15, wobei die Bremseinheit (24) über ein Verbindungsglied (52) am Antriebmotor (14) angeordnet ist.
  17. Ballenöffner nach einem der Ansprüche 8 bis 16, wobei die Bremseinheit (24) über einen Freilauf mit dem Antriebsmotor diesen bei Aktivierung in eine Antriebsrichtung blockierend verbunden ist.
  18. Ballenöffner nach einem der Ansprüche 8 bis 17, wobei die Bremseinheit (24) Bestandteil der Abnehmereinheit (12) ist.
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