DE2939890A1 - Vorrichtung zum offnen und mischen von faserballen - Google Patents

Description

SCHUBERT & SALZER '

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Vorrichtung zum Öffnen und Mischen von Faserballen

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Öffnen und Mischen von Faserballen nach vorgegebenen Mischungsanteilen, die eine in die Faserballen eindringende, zangenartige Greifeinrichtung mit einer das Öffnen und Schließen der Greifeinrichtung bewirkenden Antriebsvorrichtung und der Antriebsvorrichtung zugeordnete Begrenzungsmittel aufweist, die die Öffnungsweite der Greifeinrichtung bestimmen, sowie einen als V/iegeeinrichtung ausgebildeten Auffangbehälter für die abgenommenen Mischungsanteile.

Es ist bekannt, Fasermaterial von Ballen mittels einer Greifeinrichtung abzunehmen und zum Zusammenstellen von Fasermischungen mit vorbestimmten Mischungsanteilen die von den Ballen entsprechend dem Mischungsverhältnis abgenommenen Teilmengen in einem als Wiegeeinrichtung ausgebildeten Zv/ischenbehäl ter zu sammeln (DE-AS 1.685.596).

Um bei möglichst genauer Einhaltung der vorbestimmten Mischung auch dann eine hohe Produktionsleistung zu erreichen, wenn zur Zusammenstellung einer Mischung aus unterschiedlich großen Teilmengen zum einen sehr geringe Teilmengen und zum anderen im Verhältnis dazu große Teilmengen von den zu mischenden Ballen abgenommen werden müssen, wurde bereits vorgeschlagen, der Antriebsvorrichtung der Greifeinrichtung in Anpassung an die Größe der vorbestimmten Mischungsanteile einstellbare Begrenzungsmittel zuzuordnen, die die Öffnungsweite der Greifeinrichtung bestimmen und durch die die Mischungsanteile bestimmende Steuervorrichtung ansteuerbar sind (DE-PS 2.626.648).

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Hierbei kann jedoch der Fall eintreten, daß bei der Abnahme großer Teilmengen mit entsprechend großer Öffnungsweite der Greifeinrichtung nochmals eine große Fasermenge von einem Ballen abgenommen wird, wenn das Sollgewicht des Mischungsanteiles fast erreicht ist. In diesem Fall wird das Sollgewicht unzulässig stark überschritten.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, unter Beibehaltung einer hohen Produktionsleistung der Greifeinrichtung die Genauigkeit der Einhaltung der vorbestimmten Mischung weiter zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Steuereinrichtung, durch die bei Beginn der Abnahme eines Mischungsanteiles ein eine große Öffnungsweite der Greifeinrichtung festlegendes Begrenzungsmittel und vor Erreichen des Sollgewichtes des Mischungsanteiles ein eine kleine Öffnungsweite festlegendes Begrenzungsmittel ansteuerbar sind.

Weiterbildungen der Erfindung sind in dem Unteransprüchen beschrieben. Bei Ausgestaltung der Vorrichtung nach Anspruch 4 vrird die Genauigkeit der Mischung noch erhöht.

Fig. 1 eine Vorrichtung zürn Öffnen von Faserballen mit einer Greifeinrichtung von vorn gesehen;

Fig. 2 einen Taster in vergrößerter Darstellung;

Fig. 3 die entlang einer Ballenreihe verfahrbare Vorrichtung aus Fig. 1 in der Draufsicht;

Fig. 4 die Greifeinrichtung mit Antriebsvorrichtung und

zugeordneten Begrenzungsmitteln, von vorn gesehen;

Fig. 5 einen Stromlaufplan mit Steuereinrichtung; Fig. 6 die Steuervorrichtung im Blockschaltbild;

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Ein auf einem Wagen 1 befestigter säulenartiger Träger 11 trägt einen Greiferarm 2 mit paarweise angeordneten Greiferfingern 21, die insgesamt als Greifeinrichtung 20 bezeichnet sind und, wie noch näher beschrieben wird, zangenartig geöffnet und geschlossen werden (Fig. 1). Der Greiferarm 2 ist in vertikaler Richtung bewegbar, so daß die Greifeinrichtung 20 in Eingriff mit einem Ballen B gebracht und von diesem wieder angehoben werden kann. Die vertikale Bewegung des Greiferarmes 2 mit der Greifeinrichtung 20 erfolgt über ein Zugmittel, beispielsweise eine Kette 3, die am Greiferarm 2 befestigt und über Führungsrollen 30 und 31 geführt ist. In der Kette 3 greift ein an einer Kolbenstange 33 befestigtes Kettenrad 32 ein. Der Kolben der Kolbenstange ist in einem Zylinder 34 geführt und wird pneumatisch oder hydraulisch angetrieben. Das andere Ende der Kette 3 ist an einem Gehäuse 53 befestigt, das durch den Druck einer Feder 36 auf einer ortsfest an dem säulenarigen Träger 11 angeordneten Stange 37 verschoben wird, wenn die Spannung der Kette 3 beim Eindringen dor Greifeinrichtung 20 in den Faserballen B nachläßt (Fig. 2). In Nähe des Gehäuses 35, das eine metallische Bodenplatte 38 besitzt, ist ein in vertikaler Richtung verschiebbarer Schalter SE ortsfest angeordnet. Derartige Taster, durch die über die Kettenspannung die Eindringtiefe der Greifeinrichtung in den Ballen festgelegt wird, sind in verschiedenen Ausführungen bekannt, so daß die vorliegende nur beispielsweise gezeigt ist.

Die Abnahrnevorrichtung ist entlang einer Reihe Faserballen Bl, B2 ... B16 auf Schienen 12 verfahrbar (Fig. 2). Ihr Antrieb erfolgt durch einen umsteuerbaren Fahrmotor M, auf dessen Antriebswelle 13 ein Kettenrad 14 befestigt ist, das

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in eine parallel zu den Schienen 12 laufende Kette 15 eingreift. Im vorliegenden Beispiel bilden die Faserballen Bl, B2 — B16 vier Faservorratsstellen I, II, III und IV, wobei jede dieser Faservorratsstellen eine bestimmte Fasersorte enthält, die in vorbestimmten Mischungsanteilen zu mischen sind. Die diesen Mischungsteilen entsprechenden Teilmengen werden mittels der Greifeinrichtung 20 in bekannter Weise nach einem vorgegebenen Programm nacheinander von den einzelnen Faservorratsstellen I, II, III und IV abgenommen und in einen an dem säulenartigen Träger 11 befestigten Auffangbehälter 16 abgeworfen, der als Wiegeeinrichtung ausgebildet ist. Zu diesem Zweck ist der Greiferarm 2 mit der Greifereinrichtung 20 aus einer Stellung oberhalb der Faserballen über den Auffangbehälter 16 schwenkbar.

Das zangenartige Öffnen und Schließen der die Greifeinrichtung 20 bildenden Greiferfinger 21 erfolgt gemäß Fig. 4 durch eine Kolbenstange 4, deren Kolben 40 in einem Zylinder 41 geführt ist und pneumatisch, gegebenenfalls auch hydraulisch, angetrieben wird. Die Verbindung dieser im Greiferarm 2 angeordneten Antriebsvorrichtung mit der Greifeinrichtung 20 ist so getroffen, daß die Kolbenstange 4 an einer Stange 42 angreift, auf der Laschen 43 und 44 angeordnet sind. Die Laschen 43 und 44 sind an die Greiferfinger 21 angelenkt, die ihrerseits um eine am Greife-rarm 2 befestigte und sich über dessen Länge erstreckende Achse 45 schwenkbar gelagert sind. Die Druckluftzufuhr in den Zylinder 41 erfolgt wechselweise durch zwei Leitungen 50 und 51 und wird von einem Magnetventil 5 mit Elektromagneten 52 und 53 gesteuert. Das Magnetventil 5 ist über eine Leitung 54 an einer Druckluftquelle (nicht gezeigt) angeschlossen. Leitungen 55 und 56 führen vom Magnetventil 5 ins Freie.

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Der Antriebsvorrichtung für das Öffnen und Schließen der Greifeinrichtung 20 bzw. der Greiferfinger 21, im vorliegendem Fall der Kolbenstange 4, sind ein ortsfester Begrenzungsanschlag 68 und ein Begrenzungsschalter Sl zugeordnet, die die Abwärtsbewegung der Kolbenstange 4 begrenzen und damit die Öffnungsweite der Greifeinrichtung 20 bzw. der Greiferfinger 21 festlegen. Durch den Begrenzungsanschlag 68 gegen den im Verlauf der Abwärtsbewegung der Kolbenstange 4 ein auf dieser befestigter Tastanschlag 47 zur Anlage kommt, wird eine große Öffnungsweite und durch den Begrenzungsschalter Sl eine kleine Öffnungsweite der Greifeinrichtung 20 festgelegt. Der Begrenzungsschalter Sl wird durch einen an der Kolbenstange 4 angeordneten Schaltnocken 46 betätigt.

Gemäß Fig. 5 sind der Elektromagnet 52 des Magnetventils 5 über einen Kontakt dl und der Elektromagnet 53 über Kontakte d2, d3, d4 und den Begrenzungsschalter Sl mit der stomführenden Leitung L verbindbar. Der Kontakt dl wird durch den Schalter SE (Fig. 2) betätigt. Das Öffnen und Schließen der Kontakte d2 und d3 erfoYgt, wie nachstehend noch erläutert wird, durch eine elektrische Steuereinrichtung 7 mit Vorwahlschaltern Hl bis H4 und Vl bis V4 (Fig. 5 und 6) in Abhängigkeit vom Füllgewicht der Wiegeeinrichtung 16. Auf den Kontakt d4 wirkt eine auf dem V/agen 1 angeordnete Schaltvorrichtung S2 ein.

Nachstehend wird die Funktion der Vorrichtung anhand der Fig. 1 bis 6 beschrieben. Zunächst wird das Sollgewicht der Fasermenge, die von den einzelnen Faservorratsstellen I bis IV entsprechend den vorbestimmten Mischungsanteilen abzunehmen ist, an dem Vorwahlschalter Hl, H2, H3 und H4 eingestellt. Außerdem wird mittels der Vorwahlschalter Vl, V2, V3 und V4 für jede der vier Faservorratsstellen ein Vorgewicht eingestellt. Es sei angenommen, daß das Sollgewicht der

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an der Faservorratsstelle I abzunehmenden Fasermenge 10 kg beträgt und dem Meßwert der Wiegeeinrichtung, der dem jeweiligen Füllgewicht entspricht, ein Vorgewicht von 2 kg zugeordnet wird. "Die Vorwahlschalter v/erden von einem Steuerwerk 70 gesteuert, das seinerseits Steuerimpulse von der Wiegeeinrichtung erhält.

Der Wagen 1 steht im Bereich der Faservorratsstelle I, für die das Sollgewicht der abzunehmenden Fasermenge am Vorwahlschalter Hl eingestellt wurde. Das Steuerwerk 70, das nach vorangegangener Leerung des Auffangbehälters 16 einen entsprechenden Steuerimpuls erhält, aktiviert den Vorwahlschalter Hl, wodurch das eingestellte Sollgewicht einem Speicherglied 71 zugeführt wird.

Der Greiferarm 2 befindet sich in der in Fig. 1 gezeigten Stellung. Der Kontakt dl ist geöffnet, da die Kette 3 gespannt ist und die metallische Bodenplatte 38 des Gehäuses 35 sich somit außerhalb ihres Wirkungsbereiches auf den Schalter SE befindet. Beim Einschalten der Vorrichtung schwenkt der Greiferarm 2 über den als Wiegeeinrichtung ausgebildeten Auffangbehälter 16. Dabei betätigt ein an der Schwenkachse des Greiferarmes 2 angeordneten Nocken (nicht gezeigt) in der ausgeschwenkten Stellung die Schaltvorrichtung S2, so daß der Kontakt d4 (Fig. 5) geschlossen wird. Damit ist eine stromleitende Verbindung zwischen der Leitung L und dem Elektromagneten 53 über die geschlossenen Kontakte d4 und d3 hergestellt. Der Elektromagnet 53 wird somit erregt, wodurch Druckluft durch die Leitungen 54 und 51 in den Zylinder 41 strömt und dem Kolben 40 mit der Kolbenstange 4 abwärts drückt. Die Greiferfinger 21 schwenken dabei um die Achse 45 und öffnen sich. Die Öffnungsbewegung wird beendet, wenn der Tastanschlag 47 gegen den Begrenzungsanschlag

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68 stößt. Der Schaltnocken 46 betätigt zwar bei dieser Abwährtsbewegung der Kolbenstange den Begrenzungsschalter Sl, jedoch bleibt dessen Betätigung ohne Einfluß auf den Elektromagneten 53, da der Kontakt d2 geöffnet ist.

Der Greiferarm 2 schwenkt nun über einen Ballen B, wobei sich der Kontakt d4 öffnet. Anschließend wird der Kolben der Kolbenstange 33 (Fig. 1) derart mit Druckluft beaufschlagt, daß sich die Kolbenstange 33 aufwärts bewegt und der Greiferarm 2 mit den auf eine große Weite geöffneten Greiferfingern 21 auf den Ballen B absinkt. Wenn die Greiferfinger 21 um eine vorbestimmte Tiefe in den Ballen eingedrungen sind und sich die Kette 3 entsprechend dieser vorbestimmten Tiefe entspannt hat, betätigt die Bodenplatte

33 des sich nun auf der Stange 37 verschiebenden Gehäuses

35 den Schalter SE (Fig. 2), v/odurch der Kontakt dl geschlossen wird. Durch die nun erfolgende Stromzufuhr zum Elektromagneten 52 des Magnetventils 5 wird dieser erregt und es gelangt demzufolge Druckluft durch die Leitung 54 und 50 in den Zylinder 41, die den Kolben 40 aufwärts treibt, während die Druckluft im oberen Teil des Zylinders 41 durch die Leitung 51 und 55 entweicht. Durch die Aufwärtsbewegung der Kolbenstange 4 schließen die Greiferfinger 21.

Der Greiferarm 2 mit dem von den Greiferfingern 21 festgehaltenen Fasermaterial wird vom Ballen B abgehoben, indem die Kolbenstange 33 durch Druckluftzufuhr in den Zylinder

34 abwärts bewegt wird. Die Kette 3 spannt sich wieder, so daß sich die metallische Bodenplatte 38 vom Schalter SE entfernt und der Kontakt dl geöffnet wird. Anschließend wird der Greiferarm 2 über den Auffangbehälter der Wiegeeinrichtung 16 geschwenkt, wobei bei Abschluß der Schwenkbewegung die Schaltvorrichtung S2 betätigt und der Kontakt d4 geschlossen wird. Dies führt zur Erregung des Elektromagneten 53 und damit zum Öffnen der Greiferfinger 21 in der oben beschriebenen Weise, so daß das Fasermaterial in den als Wiegeeinrichtung ausgebildeten Auffangbehälter 16 fällt, der sich durch das im folgenden als Füllgewicht bezeichnete Gewicht des Fasermaterials absenkt.

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Die sich dabei ergebende mechanische Größe wird mittels eines Potentiometers oder eines anderen geeigneten Fühlers gemessen und als elektrischer Meßwert, beispielsweise als gewichtsproportionales Analogsignal, einem Addierer 72 zugeführt. Beim Wiegevorgang wird der Vorwahlschalter Vl, an dem das Vorgewicht für die Faservorratsstelle I eingestellt wird, über das Steuerwerk 70 aktiviert,so daß das Vorgewicht ebenfalls in den Addierer 72 gelangt und dort zum Füllgwicht addiert wird. Wenn das Füllgewicht als Analogsignal in den Addierer 72 eingeht, wird selbstverständlich der Digitalwert des Vorgewichtes in einen dem Addierer vorgeschalteten Digital-Analog-Wandler ebenfalls in ein Analogsignal umgewandelt. Die Summe der beiden Gev/ichte wird in einer Vergleicherstufe 73 mit dem Sollgewicht verglichen. Beim Erreichen des Sollgewichtes gibt die Vergleicherstufe einen Steuerimpuls an das Steuerwerk 70 ab, das daraufhin zum einen den dem Vorgewicht zugeordneten Eingang zum Addierer 72 sperrt und zum anderen den Kontakt d3 öffnet und den Kontakt d2 schließt.

Da in der ausgeschwenkten Stellung des Greiferarmes 2, wie oben beschrieben, der Kontakt d4 geschlossen ist, ist nun über die Kontakte d4 und d2 sowie den geschlossenen Kontakt des Begrenzungsschalters Sl eine stromleitende Verbindung zwischen der Leitung L und dem Elektromagneten 53 hergestellt. Durch die Erregung des Elektromagneten 53 strömt Druckluft durch die Leitungen 54 und 51 in den Zylinder 41 und drückt den Kolben 40 abwärts, so daß sich die Greiferfinger 21 öffnen. Die Abwärtsbewegung des Kolbens 40 wird jetzt aber bereits beendet, wenn der Schaltnocken 46 den Begrenzungsschalter Sl betätigt und dessen Kontakt öffnet, die Greiferfinger 21 also nur eine geringe Öffnungsweite haben. Der Greiferarm 2 wird wieder in der oben beschriebenen Weise auf einen Ballen B der Faservorratsstelle I abgesenkt und nimmt von diesem jetzt infolge der geringen Öffnungsweite

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der Greiferfinger 21 nur eine geringe Fasermenge ab, die dann wieder in den als Wiegeeinrichtung ausgebildeten Auffangbehälter 16 abgeworfen wird. Beim nachfolgenden Wiegevorgang wird, da das Vorgewicht nicht mehr zum Addierer 72 gelangt, das tatsächliche Füllgewicht des Auffangbehälters 16 mit dem Sollgewicht verglichen und bei dessen Erreichen ein Schaltimpul^ an das Steuerwerk 70 abgegeben, das daraufhin die Vorwahlschalter H2 und V2 ansteuert, an denen das Sollgewicht und Vorgewicht für die Faservorratsstelle II eingestellt ist, zu der der Wagen 1 jetzt hinfährt und in der sich die oben beschriebene Materialabnahme wiederholt. Das abgenommene Fasermaterial wird, wie auch bei den nachfolgenden Faservorratsstellen III und IV, dem bereits im Auffangbehälter 16 befindlichen hinzugefügt, so daß sich am Ende sämtliche Mischungsteile in der vorbestimmten Menge im Auffangbehälter 16 befinden.

In der oben beschriebenen Weise gelingt es, bis zum um das Vorgewicht verringerten Sollgewicht mit einer großen Öffnungsweite der Greiferfinger und für das dem Vorgewicht entsprechende Restgewicht mit kleiner Öffnungsweite der Greiferfinger zu arbeiten. Dadurch wird zum einen eine hohe Produktionsleistung und zum anderen eine hohe Genauigkeit der Mischung erreicht.

Um die Genauigkeit der Mischung noch zu erhöhen, wird, wie in Fig. 6 alternativ gezeigt, dem Speicherglied 71 ein Volladdierer 74 vorgeschaltet, in dem das Sollgewicht und das Füllgewicht addiert werden, wenn das letztere das Sollgewicht erreicht hat. Das dabei sich ergebende Summengewicht wird in das Speicherglied 71 eingegeben. Auf diese Weise wird für jede Faservorratsstelle ein neuer "Nullpunkt" geschaffen, so daß eine eventuelle Gewichtsabweichung bei einem Mischungsanteil nicht auf die jeweils

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nächste Faservorratsstelle übertragen wird. Ist beispielsweise in der Faservorratsstelle I das angenommene Sollgewicht von 10 kg um 1 kg überschritten worden und beträgt das Sollgewicht für den Mischungsanteil der Faservorratsstelle II 13 kg, so ergibt die Addition dieser Werte nunmehr ein Sollgewicht von 24 kg, das dem Speicherglied 71 und der nachgeschalteten Vergleicherstufe 73 zugeführt wird. In der Faservorratsstelle II sind also, wie vorgesehen, 13 kg Fasermaterial von den Ballen abzunehmen, bis dieses Sollgewicht erreicht ist.

Die Genauigkeit der Mischung kann auch dadurch noch erhöht werden, daß der Steuereinrichtung eine Rechnereinheit zugeordnet wird, die das Verhältnis zwischen dem erreichten Füllgewicht und dem eingestellten Sollgewicht errechnet und die eingestellten Sollgewichte der nachfolgenden Faservorratsstellen um den errechneten Wert vergrößert.

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Claims (5)

SCHUBERT & SALZEN P a Gm 79/ Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Öffnen und Mischen von Faserballen nach vorgegebenen Mischungsanteilen, die eine in die Faserballen eindringende, zangenartige Greifeinrichtung mit einer das Öffnen und Schließen der Greifeinrichtung bewirkenden Antriebsvorrichtung und der Antriebsvorrichtung zugeordnete Begrenzungsmittel aufweist, die die Öffnungsweite der Greifeinrichtung bestimmen, sowie einen als Wiegeeinrichtung ausgebildeten Auffangbehälter für die abgenommenen ITischungsanteile, gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung (7), durch die bei Beginn der Abnahme eines Mischungsanteils ein eine große Offnungsweite der Greifeinrichtung (20) festlegendes Begrenzungsmittel (68) und vor Erreichen des Sollgewichtes des Mischungsanteiles ein eine kleine Öffnungsweite festlegendes Begrenzungsmittel (Sl) ansteuerbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuereinrichtung (7) Vorwahlschalter (Hl, H2, H3, H4) für das Sollgewicht und Vorwahlschalter· (Vl, V2, V3, V4) für ein Vorgewicht zugeordnet sind, durch das die Ansteuerung des Begrenzungsmittels (Sl) für die kleine Öffnungsweite der Greifeinrichtung (20) festlegbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (7) einen Addierer (72) aufweist, in den die Werte des Vorgewichtes und des Füllgewichtes des Auffangbehälters (16) eingebbar sind,

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ferner ein mit den Vorwahlschaltem(Hl, H2, H3, H4) für das Sollgewicht verbundenes Speicherglied (71) und eine zwischen das Speicherglied (71) und den Addierer (72) geschaltete Vergleicherstufe (73), die mit einem Steuerwerk (70) verbunden ist, über das die Begrenzungsmittel (68, Sl) und die Vorwahlschalter (Hl, H2, H3, H4, Vl, V2, V3, V4) ansteuerbar sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Speicherglied (71) ein Volladdierer (74) vorgeschaltet ist, der mit dem Addierer (72) und den Vorwahlschaltern (Hl, H2, H3, H4) für das Sollgewicht verbunden ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuereinrichtung (7) eine das Verhältnis zwischen dem erreichten Füllgewicht und dem Sollgewicht errrnittelndeRechnereinheit zugeordnet ist.

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