WO2024104692A1

WO2024104692A1 - Verfahren zum erkennen von fremdkörpern in fasermaterial

Info

Publication number: WO2024104692A1
Application number: PCT/EP2023/078982
Authority: WO
Inventors: Guido Engels; Martin Dovern
Original assignee: Trützschler Group SE
Priority date: 2022-11-15
Filing date: 2023-10-18
Publication date: 2024-05-23
Also published as: CN120051596A; DE102022130133A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen von Fremdkörpern in Fasermaterial (3), das in einem Füllschacht (2) einer Aufbereitungsmaschine (1; 100), insbesondere Spinnereivorbereitungsmaschine, aufgenommen ist, wobei die Aufbereitungsmaschine (1; 100) ein Gehäuse (26) mit einer Gehäuseöffnung (27), über die der Füllschacht (2) von außen einsehbar ist, und eine die Gehäuseöffnung (27) verschließende Inspektionseinrichtung (30), die ein Trennelement (32) mit einem durchsichtigen Beobachtungsbereich (39) und zumindest eine durch den Beobachtungsbereich (39) in den Füllschacht (2) blickende Kamera (54) umfasst, aufweist und wobei das Verfahren die folgenden sich wiederholenden Schritte umfasst: Aufnehmen (72) von Bildern des am Beobachtungsbereich (39) vorbeiziehenden Fasermaterials (3) mittels der zumindest einen Kamera (54); Auswerten (73) der aufgenommenen Bilder durch zumindest eine Auswerteeinheit (57), die an die zumindest eine Kamera (54) angeschlossen und zur Bestimmung eines Fremdkörpergehalts des Fasermaterials (3) konfiguriert ist und den Fremdkörpergehalt als Ausgabewert bereitstellt; Vergleichen (85) des Ausgabewerts mit einem vorgegebenen und/oder vorherigen Ausgangswert; Durchführen eines Optimierungslaufs (92), bei dem eine Stellung oder Drehgeschwindigkeit zumindest eines Reinigungselements (15, 16) zum Abscheiden von Abfallmaterial aus dem Fasermaterial (3) automatisch verändert wird, wenn der Ausgabewert von dem Ausgangswert abweicht, wobei mittels einer Abfallsensoreinrichtung (22) eine aktuelle Abfallzusammensetzung des ausgeschiedenen, Fremdkörper und Gutfasern umfassenden Abfallmaterials in einem dem zumindest einen Reinigungselement (15, 16) nachgeschalteten Abfallstrang (21) mittels zumindest eines optischen Sensors (23, 24) bestimmt wird (80).

Description

Titel: Verfahren zum Erkennen von Fremdkörpern in Fasermaterial

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen von Fremdkörpern in Fasermaterial, das in einem Füllschacht einer Aufbereitungsmaschine, insbesondere Spinnereivorbereitungsmaschine, aufgenommen ist. Die Aufbereitungsmaschine weist eine Inspektionseinrichtung mit einem Trennelement mit einem durchsichtigen Beobachtungsbereich und zumindest eine durch den Beobachtungsbereich in den Füllschacht blickende Kamera auf.

In einer Spinnerei ist die eingekaufte Faserqualität eines Faserballens, der beispielsweise aus Baumwolle, Polyester, Mischfasern oder dergleichen sein kann, bekannt. Allerdings ist ein Rückschluss von der Qualität der Faservorlage in der Putzerei zur Garnqualität nur schwer möglich. Qualitätsschwankungen in der Ballenvorlage werden im laufenden Aufbereitungsprozess oftmals nicht erkannt und notwendige Anpassungen an Maschineneinstellungen, um trotz Qualitätsschwankungen stets eine optimale Garnqualität zu erhalten, werden nicht vorgenommen. Von den vielen möglichen Rohstoffkennwerten für Fasermaterial ist die Erfassung des Fremdkörpergehaltes bzw. Störpartikelgehalts ein üblicher Kennwert. In den gepressten Faserballen vorhandene Fremdkörper sind beispielsweise pflanzliche Bestandteile wie Stängel, Blätter, Samenkörner (allgemein auch als „Trash“ bezeichnet) oder auch Verpackungsreste wie Stoffe, Gewebe, Folien, Kunststoffbänder und dergleichen. Von diesen Fremdkörpern werden in den klassifizierten Rohstoffkennwerten der eingekauften Ballen nur die pflanzlichen Fremdkörper (Trash) erfasst. Die anderen Bestandteile sind aufgrund ihrer vergleichsweisen geringen Häufigkeit durch klassische Probenentnahme mit Laboranalysegeräten kaum erfassbar. Darüber hinaus ist der tatsächliche Gehalt sehr großen Schwankungen unterworfen. Aber auch bei dem Gehalt an pflanzlichen Bestandteilen gibt es so starke Abweichungen der tatsächlichen Rohstoffqualität von den klassifizierten Werten, die im Hinblick auf die Qualitätsanforderung des Endproduktes, aber auch hinsichtlich des Einsatzes von Energie und eines ressourcensparenden Umgangs mit dem Rohstoff, eine veränderte Einstellung der Aufbereitungsmaschinen erforderlich machen würde. Ein Nachjustieren der Maschinen aufgrund von Schwankungen in der Rohstoffqualität ist in der Praxis aber nicht umsetzbar, da die zur Verfügung stehenden Messmethoden über Laboranalytik zu träge sind, um rechtzeitig, das heißt noch während der Verarbeitung des Materials, eine entsprechende Regelgröße zu generieren, oder wäre mit einem erheblichen Aufwand verbunden.

Aus der EP 3 951 032 A1 ist eine Vorrichtung mit einer Kamera bekannt, um Störpartikel in Fasermaterial, das in einem Füllschacht einer Spinnereivorbereitungsmaschine gesammelt wird, zu erkennen. Die Kamera ist unter einem Winkel von maximal +/- 30 Grad zu einer auf die Faseroberfläche ausgerichteten Senkrechten angeordnet.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren derart weiterzuentwickeln, dass das zu verarbeitende Fasermaterial mit einem geringeren Aufwand optisch inspiziert und bei einem sich ändernden Fremdkörpergehalt im laufenden Aufbereitungsprozess eine Anpassung der Ausreinigung ermöglicht werden kann.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren der vorgenannten Art dadurch gelöst, dass die Aufbereitungsmaschine ein Gehäuse mit einer Gehäuseöffnung, über die der Füllschacht von außen einsehbar ist und die von der Inspektionseinrichtung verschlossen bzw. in die die Inspektionseinrichtung eingesetzt ist, und dass das Verfahren die folgenden sich wiederholenden Schritte umfasst: Aufnehmen von Bildern des am Beobachtungsbereich vorbeiziehenden Fasermaterials mittels der zumindest einen Kamera; Auswerten der aufgenommenen Bilder durch zumindest eine an die Kamera angeschlossene Auswerteeinheit, die zur Bestimmung eines Fremdkörpergehalts konfiguriert ist und der Fremdkörpergehalt als Ausgabewert bereitstellt; Vergleichen des Ausgabewerts mit einem vorgegebenen und/oder vorherigen Ausgangswert; Durchführen eines Optimierungslaufs, bei dem eine Stellung oder Drehgeschwindigkeit zumindest eines Reinigungselements zum Abscheiden von Abfallmaterial aus dem Fasermaterial automatisch verändert wird, wenn der Ausgabewert von dem vorgegebenen und/oder vorherigen Ausgangswert abweicht, wobei mittels einer Abfallsensoreinrichtung eine Abfallzusammensetzung des ausgeschiedenen, Fremdkörper und Gutfasern umfassenden Abfallmaterials mittels zumindest eines optischen Sensors bestimmt wird.

Im Weiteren wird das Bauteil „die zumindest eine Kamera“, „die zumindest eine Auswerteeinheit“, „das zumindest eine Reinigungselement“ bzw. „der zumindest eine Sensor“ der besseren Lesbarkeit halber nur mit „die Kamera“, „die Auswerteeinheit“, „das Reinigungselement“ bzw. „der Sensor“ wiedergegeben, wobei damit auch weiterhin genau eines des jeweiligen Bauteils oder eine Mehrzahl des jeweiligen Bauteils gemeint sein soll. Sofern es auf die genaue Anzahl ankommt, wird an entsprechender Stelle darauf hingewiesen.

Von Vorteil ist, dass durch das wiederkehrende Aufnehmen und Analysieren der Bilder des am Beobachtungsbereich vorbeiziehenden Fasermaterials Qualitätsschwankungen bzw. Schwankungen im Fremdkörpergehalt in der Ballenvorlage bzw. dem im Füllraum aufgenommenen Fasermaterial frühzeitig erkannt und Anpassungen an Maschineneinstellungen automatisiert vorgenommen werden können. Manuelle Eingriffe, wie das Entnehmen von Faserproben für Laboruntersuchungen, sind nicht vorgesehen, wodurch das Fasermaterial in der Aufbereitungsmaschine mit einem geringen Aufwand optisch inspiziert und eine Optimierung der Verarbeitung des Fasermaterials im laufenden Aufbereitungsprozess ermöglicht wird. Die Kamera schaut von außen durch den durchsichtigen Beobachtungsbereich in den Füllschacht hinein und kann das am Beobachtungsbereich vorbeiziehende Fasermaterial bzw. dessen Materialoberfläche optisch inspizieren. Das Fasermaterial verbleibt somit im Füllschacht und der Aufbereitungsprozess des Fasermaterials wird durch die von außen angesetzte Inspektionseinrichtung nicht gestört. Wenn die Auswertung der Bilddaten ergibt, dass der Ausgabewert von dem Ausgangswert abweicht, weil sich die Rohstoffqualität bzw. der Fremdkörpergehalt verändert hat, kann die Stellung oder Drehgeschwindigkeit des Reinigungselements nachjustiert werden. Dies erfolgt im Optimierungslauf, bei dem die Abfallsensoreinrichtung die Abfallzusammensetzung im ausgeschiedenen Abfallmaterial bestimmt. Mittels der Inspektionseinrichtung wird somit der Fremdkörpergehalt des sich im Füllschacht befindlichen Fasermaterials bestimmt und mittels der Abfallsensoreinrichtung wird die Abfallzusammensetzung in dem Abfallstrang, der dem Reinigungselement nachgeschaltet ist, bestimmt.

Der Ausgangswert kann einem Fremdkörpergehalt entsprechen, für den das Reinigungselement eingestellt ist, um eine möglichst optimale Ausreinigungseffizienz zu erhalten. Wenn im laufenden Aufbereitungsprozess der Ausgabewert, der den aktuellen Fremdkörpergehalt wiedergibt, vom Ausgangswert abweicht, kann eine Nachjustierung notwendig werden, um trotz der sich geänderten Rohstoffqualität weiterhin eine möglichst optimale Ausreinigungseffizienz aufrechtzuerhalten. Der Optimierungslauf dient somit der automatischen Anpassung der Ausreinigungseffizienz bei sich änderndem Fremdkörpergehalt. Weiterhin kann der Ausgangswert nach dem durchgeführten Optimierungslauf mit dem Wert des Ausgabewerts, auf dessen Basis der Optimierungslauf durchgeführt wurde, gleichgesetzt werden. Die Auswerteeinheit bestimmt dann einen neuen, sprich aktuellen Ausgabewert, der wiederum mit dem Ausgangswert verglichen wird. Wenn dann der neue Ausgabewert vom Ausgangswert, der dem Wert des vorherigen Ausgabewerts entsprechen kann, abweicht, wird der nächste Optimierungslauf gestartet, und so weiter. Der Ausgangswert kann auch ein insbesondere vom Betreiber bzw. Maschinenbediener vorgegebener Wert sein. Zum Beispiel bei Wechsel der Partie kann es notwendig sein, auf einen vorgegebenen Ausgangswert zurückzugreifen, um das Reinigungselement zu Beginn auf die eingekaufte Ballenqualität einzustellen. Der Fremdkörpergehalt kann bei Rohbaumwolle als Ausgangsprodukt in einer üblichen Größenordnung von 2 bis 6 Prozent (Massenverhältnis zur Rohbaumwolle) liegen. Bei Abfallzuspeisung kann der Fremdkörpergehalt auch darüber liegen.

Je nach Anforderungen des Betreibers an die Ausreinigungseffizienz kann eine definierte Abweichung des Ausgabewerts vom Ausgangswert tolerierbar sein. Dies hat zum Vorteil, dass bei geringfügigen Qualitätsschwankungen kein Optimierungslauf durchgeführt wird. Zum Beispiel kann eine prozentuale Abweichung des Ausgabewerts von beispielsweise plus und/oder minus 10 Prozent vom Ausgangswert hinnehmbar sein, wobei grundsätzlich auch größere oder kleinere Abweichungen möglich sein können. Der Ausgangswert kann auch ein Wertebereich sein, wobei erst dann der Optimierungslauf durchgeführt wird, wenn der Ausgabewert außerhalb des Wertebereichs liegt.

Des Weiteren kann das Verfahren zumindest einen der folgenden Schritte umfassen, die beispielsweise vor dem Durchführen des Optimierungslaufs ausgeführt werden können: Bestimmen der aktuellen Abfallzusammensetzung durch die zumindest eine Abfallsensoreinrichtung, wenn der Ausgabewert von dem vorgegebenen und/oder vorherigen Ausgangswert abweicht; Vergleichen der aktuellen Abfallzusammensetzung mit einem vorgegebenen und/oder vorherigen Abfallwert. Durch Kombination der Ergebnisse der Inspektionseinrichtung und der Ergebnisse der Abfallsensoreinrichtung ist es möglich, zu unterscheiden, ob sich der Fremdkörpergehalt erhöht oder ob sich die Ausreinigungseffizienz verschlechtert hat.

Weiterhin kann bei dem Verfahren der Schritt des Optimierungslaufs durchgeführt werden, wenn der Ausgabewert von dem vorgegebenen und/oder vorherigen Ausgangswert und wenn die aktuelle Abfallzusammensetzung von dem vorgegebenen und/oder vorherigen Abfallwert abweichen. Je nach Anforderungen des Betreibers an den Ausscheidegrad an Gutfasern kann eine prozentuale Abweichung der aktuellen Abfallzusammensetzung von beispielsweise plus und/oder minus 10 Prozent vom vorgegebenen und/oder vorherigen Abfallwert vorgegeben sein, wobei grundsätzlich auch größere oder kleinere Abweichungen möglich sein können. Der Abfallwert kann auch ein Wertebereich sein, wobei erst dann der Optimierungslauf durchgeführt wird, wenn der Ausgangswert und/oder der Ausgabewert außerhalb des jeweiligen Wertebereichs liegen.

Das Reinigungselement kann an der Aufbereitungsmaschine selbst oder an einer der Aufbereitungsmaschine vor- bzw. nachgeschalteten Spinnereivorbereitungsmaschine angeordnet sein. Wenn mehrere der Reinigungselemente vorgesehen sind, dann können diese an einer der Maschinen oder an mehreren der Maschinen angeordnet sein. Entsprechend kann die Abfallsensoreinrichtung derjenigen Maschine zugeordnet sein, die das zumindest eine Reinigungselement umfasst. Die Inspektionseinrichtung und die Abfallsensoreinrichtung können miteinander verbunden sein, beispielsweise über eine gemeinsame Maschinensteuerung, wenn beide Einrichtungen derselben Maschine zugeordnet sind, oder über eine übergeordnete Steuereinheit, wenn die beiden Einrichtungen unterschiedlichen Maschinen zugeordnet sind. Die vor- bzw. nachgeschaltete Spinnereivorbereitungsmaschine kann ebenfalls eine erfindungsgemäße Aufbereitungsmaschine sein öder es kann sich um eine Spinnereivorbereitungsmaschine handeln, die ohne eigenen Füllschacht oder nicht mit der Inspektionseinrichtung ausgestattet ist.

In Weiterbildung können mehrere der Maschinen zu einer Anlage zusammengefasst sein, die eine Verarbeitungslinie oder zumindest einen Teil der Verarbeitungslinie in der Spinnerei abdeckt. Vorzugsweise sind innerhalb der Anlage mehrere der Maschinen, soweit diese einen von außen einsehbaren Füllschacht aufweisen, mit jeweils zumindest einer der Inspektionseinrichtungen ausgestattet. Auf diese Weise können an mehreren Prozessstellen innerhalb der Anlage die Qualitätsmerkmale des Fasermaterials, insbesondere der Fremdkörpergehalt, analysiert werden. Dadurch können abhängig von der erfassten Rohstoffqualität Maschinen der Anlage automatisiert an Veränderungen der Rohstoffqualität angepasst werden.

Das Fasermaterial bewegt sich im Füllschacht üblicherweise mit langsamer Transportgeschwindigkeit, wogegen die Kamera ortsfest gehalten ist. Vorzugsweise durchläuft das Fasermaterial den Füllschacht der Schwerkraftrichtung folgend von oben nach unten. Das Fasermaterial kann im Füllschacht im Betrieb der Aufbereitungsmaschine mitunter kurzzeitig aufgestaut werden. Insbesondere ist an einer Unterseite des Füllschachts eine Dosiervorrichtung angeordnet und konfiguriert, das Fasermaterial dosiert aus dem Füllschacht zu entnehmen. Die Dosiervorrichtung kann beispielsweise ein Walzeneinzug und/oder eine Öff- nungswalze sein. Die Materialtransportgeschwindigkeit im Füllschacht, sprich die Transportgeschwindigkeit, ist von einigen Faktoren, beispielsweise von der Produktionsrate, der Materialauflösung, dem Förderdruck etc., abhängig, wobei die Transportgeschwindigkeit wenige Millimeter pro Minute bis hin zu wenigen Zentimeter pro Minute betragen kann. Üblicherweise liegt die Transportgeschwindigkeit in einem Bereich von 20 und 800 Millimeter pro Minute.

Aufgrund der geringen Transportgeschwindigkeit kann zur Erhöhung der Bestimmungsgenauigkeit des Fremdkörpergehalts im Fasermaterial eine Vielzahl der Bilder erfasst und ausgewertet und die einzelnen Auswerteergebnisse zu zumindest einem Ausgabewert akkumuliert werden. Um aus den Bilddaten einen Ausgabewert bzw. Messwert zu generieren, der den Fremdkörpergehalt im Fasermaterial zuverlässig bzw. statistisch gesichert wiedergibt, hat sich als vorteilhaft gezeigt, wenn eine Mindestfläche des Fasermaterials von der Kameravorrichtung erfasst und ausgewertet wird. Eine sehr hohe Genauigkeit wurde erzielt, wenn die Mindestfläche mehr als 2 Quadratmeter und weiter bevorzugt zumindest in etwa 3 Quadratmeter beträgt. Mehr als 3,5 Quadratmeter zeigen keine deutliche Verbesserung in puncto Genauigkeit, führen dagegen zu höheren Auswertezeiten. Die Mindestfläche kann ein manuell veränderbarer Wert sein, den der Betreiber der Aufbereitungsmaschine an seine eigenen Qualitätsvorgaben anpassen kann. Um die Mindestfläche innerhalb einer möglichst kurzen Zeitspanne zu erfassen, kann die Bildaufnahmefrequenz der Kameravorrichtung erhöht werden. Dies ist jedoch aufgrund der geringen Transportgeschwindigkeit des Fasermaterials nur im begrenzten Umfang möglich, da es bei zu hoher Bildaufnahmefrequenz zu Mehrfachzählungen der durch den Beobachtungsbereich sichtbaren Fremdkörper kommen kann. Die Zeitspanne, bis die Mindestfläche erfasst ist, kann auch dadurch verringert werden, indem mehrere der Inspektionseinrichtungen zum Einsatz kommen, die Bilder vom Fasermaterial an mehreren Stellen der Aufbereitungsmaschine aufnehmen. Wenn die Aufbereitungsmaschine mehrere der Füllschächte aufweist, wie zum Beispiel ein Mischer mit mehreren Füllschächten bzw. Kammern, können die Inspektionseinrichtungen an jedem Füllschacht angeordnet und deren Bilder jeweils zu einem Teil der Mindestfläche beitragen. Wenn mehrere der Inspektionseinrichtungen an demselben Füllschacht angeordnet sind, ist es von Vorteil, wenn die Inspektionseinrichtungen in Umfangsrichtung um die Transportrichtung verteilt und somit nicht übereinander angeordnet sind, um zu vermeiden, dass derselbe Fremdkörper mehrfach erfasst wird.

Die Abfallsensoreinrichtung ist zum Beispiel aus der Patentschrift DE 103 49 407 B4 bekannt. Der zumindest eine optische Sensor kann in dem Abfallstrang der Aufbereitungsmaschine und/oder der vor- bzw. nachgeschalteten Spinnereivorbereitungsmaschine angeordnet sein. Der zumindest eine optische Sensor kann die Häufigkeit der Materialabscheidung, also auch die Abfallzusammensetzung, ermitteln und kann zwischen gewünschtem Abfall (Fremdkörper) und unerwünschtem Abfall (Gutfasern) unterscheiden. Das Reinigungselement kann beispielsweise bei einem Vorreiniger eine Öffnungswalze sein, dessen Drehgeschwindigkeit verändert werden kann. Weiterhin kann das Reinigungselement durch Verändern der Stellung die Öffnungsweite eines Ausscheidegitters verändern. Weiterhin möglich sind sich verstellende Abscheidemesser, die an einer Öffnungswalze tangential ansetzen, verstellbare Flügel, Absaughauben etc. Darüber hinaus kann die Aufbereitungsmaschine mit einer Vielzahl weiterer verstellbarer Reinigungselemente ausgestattet sein.

Lediglich beispielhaft sei angenommen, im laufenden Betrieb der Aufbereitungsmaschine ließe zum einen die Rohstoffqualität nach und zum anderen würde die Ausreinigungseffizienz der Aufbereitungsmaschine abnehmen, so würde die Abnahme der Rohmaterialqualität ohne die Inspektionseinrichtung unbemerkt bleiben. Ein anderes Szenario wäre, dass die Menge der ausgeschiedenen Fremdkörper an den Reinigungsstellen abnimmt, was durch die Messung der Abfallzusammensetzung feststellbar wäre. Daraus kann jedoch nicht abgeleitet werden, ob das Rohmaterial sauberer geworden ist oder ob eine der Aufbereitungsmaschinen, insbesondere der Reiniger neu optimiert werden müsste. Eine optimale Einstellung ist somit material- und verschmutzungsabhängig und kann bei veränderten Eigenschaften des Rohstoffes im Betrieb anpassbar sein.

Die Abfallsensoreinrichtung kann konfiguriert sein, während des Optimierungslaufs das zumindest eine Reinigungselement in eine erste Endlage, in der keine Fremdteile abgeschieden werden, und dann schrittweise hin zu einer zweiten Endlage, in der Fremdteile und Fasern abgeschiedenen werden, zu verfahren. Dabei werden die Sensorsignale der Abfallsensoreinrichtung erfasst und ausgewertet. Ab dem Punkt, wo gegenüber dem Anteil der Fremdkörper unverhältnismäßig viel Fasermaterial mit abgeschieden wird, kann der Optimierungslauf beendet werden. Zum Beispiel kann bei einem Reiniger, wie dem Universalreiniger CL-U von Trützschler, ein erstes Reinigungselement in Form eines Messers tangential verschoben werden, sodass eine Reinigungsstelle geöffnet bzw. ganz oder teilweise verschlossen werden kann. Ein zweites Reinigungselement, welches ein schwenkbarer Flügel sein kann, kann um seinen Drehpunkt gedreht werden, sodass auch hier eine Reinigungsstelle geöffnet bzw. ganz oder teilweise verschlossen werden kann. Auf diese Weise wird in der ersten Endlage nur eine geringe oder keine Reinigungswirkung erzielt und in der zweiten Endlage kann die Reinigungswirkung zwar besser sein, aber es können neben den Fremdkörpern auch zu viele Gutfasern mit in den Abfall gelangen. Statt des vollständigen Optimierungslaufs, bei dem zunächst die erste Endlage angefahren wird, kann auch ausgehend von der aktuellen Betriebsstellung des Reinigungselements durch geringfügiges Verstellen des Reinigungselements geprüft werden, ob bereits durch kleine Anpassungen eine Verbesserung des Ausscheidegrads erreicht werden kann.

Des Weiteren kann an dem Trennelement ein Deckelelement angeordnet sein, wobei zwischen dem Trennelement und dem Deckelelement ein Innenraum gebildet ist, in dem die zumindest eine Kamera angeordnet ist. Das Trennelement und das Deckelelement umschließen somit den hohlen Innenraum, in dem die Kamera schützend aufgenommen sein kann.

Gemäß einer ersten Ausgestaltung kann die Kamera derart angeordnet und ausgerichtet sein, dass eine optische Achse der Kamera zumindest im Wesentlichen parallel zur Beobachtungsebene ausgerichtet ist, und dass im zwischen dem Trennelement und dem Deckelelement gebildeten Innenraum eine Ablenkungsvorrichtung, die einen vom Beobachtungsbereich ausgehenden Strahlengang hin zur Kamera umlenkt, angeordnet ist. Somit blickt die Kamera indirekt auf den Beobachtungsbereich. Dadurch erhält die Inspektionseinrichtung eine besondere flache Bauform. Zudem ist durch die Umlenkung des Strahlengangs die Strecke zwischen der Kamera und dem Beobachtungsbereich verlängert, wodurch der Erfassungsbereich vergrößerbar ist. Unter „zumindest im Wesentlichen parallel“ soll hier verstanden werden, dass die optische Achse parallel zur Beobachtungsebene ausgerichtet sein kann, wobei voreingestellte Abweichung von der Parallelität im Bereich von plus 15 Grad bis minus 15 Grad möglich sein kann. Bei Abweichung von der Parallelität kann ein Schnittpunkt der optischen Achse mit der Beobachtungsebene außerhalb des Beobachtungsbereichs liegen, sodass die Kamera nicht direkt auf den Beobachtungsbereich blicken kann. Vorzugsweise ist die Kamera derart angeordnet und ausgerichtet, dass die optische Achse parallel zur Beobachtungsebene verläuft.

Die Ablenkungsvorrichtung kann eine reflektierende Oberfläche aufweisen. Ein Einfalls- bzw. Ausfallswinkel zwischen dem Strahlengang und einer Flächennormalen der reflektierenden Oberfläche kann jeweils 45 Grad betragen. Diese Anordnung eignet sich vor allem dann, wenn die optische Achse der Kamera parallel zur Beobachtungsebene ausgerichtet ist. Alternativ kann der Einfalls- bzw. Ausfallwinkel jeweils größer als 45 Grad und weiter bevorzugt größer als 50 Grad und insbesondere kleiner als 85 Grad betragen. Dadurch kann die Kamera näher an das Trennelement angeordnet sein, um eine besonders flache Inspektionseinrichtung bereitzustellen. Je nach Ausrichtung der Einfalls- bzw. Ausfallswinkel jeweils auch kleiner als 45 Grad und insbesondere größer als 15 Grad sein. Dadurch ergibt sich zwar eine etwas größere Bautiefe der Inspektionseinrichtung, jedoch geht dies auch mit einem größeren Abstand zwischen der Kamera und dem Beobachtungsbereich einher, wodurch der Erfassungsbereich der Kamera vergrößert werden kann. Die Ablenkungsvorrichtung kann zumindest ein Ablenkungselement, insbesondere einen Spiegel umfassen, wobei alternativ zum Spiegel oder als weiteres Ablenkungselement ein Lichtwellenleiter oder dergleichen vorgesehen sein kann.

Gemäß einer zweiten Ausgestaltung, die eine Alternative zu der vorgenannten ersten Ausgestaltung ist, kann die Kamera bzw. eine optische Achse der Kamera auf den Beobachtungsbereich ausgerichtet sein. Somit blickt die Kamera direkt auf den Beobachtungsbereich, sodass bei dieser Ausgestaltung keine den Strahlengang umlenkende Vorrichtung, wie die Ablenkungsvorrichtung, vorgesehen ist. Die optische Achse der Kamera kann den Beobachtungsbereich bzw. eine vom Beobachtungsbereich aufgespannte Beobachtungsebene vorzugsweise mit einem Winkel zu einer senkrecht zur Beobachtungsebene verlaufenden Achse in einem Bereich von plus 60 Grad bis minus 60 Grad schneiden.

Für sämtliche Ausgestaltungen gilt wiederum gleichermaßen, dass ein Staudruck im Füllschacht gemessen werden kann, wobei mit Hilfe des gemessenen Staudruckes der von der Auswerteeinheit bereitgestellte Ausgabewert auf eine vom Staudruck unabhängige Kenngröße korrigiert werden kann. Denn die Anzahl der im Beobachtungsbereich bzw. in dem von der Kamera aufgenommen Bild sichtbaren Fremdkörper hängt erheblich von der Materialauflösung des Fasermaterials ab. Eine lockere gut aufgelöste Materialschichtung wird in dem Füllschacht der Kamera eine geringe Anzahl von Fremdkörpern präsentieren. Wird dagegen das Material in dem Füllschacht durch die Beaufschlagung von Transportluft mit einem höheren Druck verdichtet, so zeigen sich in dem Beobachtungsbereich bzw. dem Bild, und damit in der gleichen Fläche, erheblich mehr Fremdkörper. Somit kann ein schwankender Staudruck die Erfassung des Fremdkörpergehaltes verfälschen. In dem zumindest einen Füllschacht kann ein Drucksensor zum Messen des Staudrucks angeordnet sein. In der Auswerteeinheit kann eine Kalibrierkurve hinterlegt sein. Der Drucksensor kann oberhalb eines vorgegebenen maximalen Füllstands des zumindest einen Füllschacht angeordnet sein. Die zumindest eine Inspektionseinrichtung kann unterhalb des maximalen Füllstands angeordnet sein. Zur Vorgabe des maximalen Füllstands kann in dem zumindest einen Füllschacht eine Lichtschranke oder ein Lichttaster angeordnet sein. Der maximale Füllstand kann durch eine Einbauhöhe der Lichtschranke bzw. des Lichttasters bestimmt sein.

Weiterhin kann das Verfahren den Schritt umfassen, dass die Inspektionseinrichtung nachgerüstet wird, indem die Inspektionseinrichtung in eine bereits vorhandene Gehäuseöffnung der Aufbereitungsmaschine, über die der Füllschacht von außen einsehbar ist, eingesetzt wird. Eine derartige Gehäuseöffnung wird üblicherweise mit einem starren oder schwenkbaren Sichtfenster, einer Schachttür, einer Wartungstür, einer Wartungsklappe oder dergleichen ausgestattet und kann stattdessen mit der Inspektionseinrichtung versehen werden. Damit kann somit eine herkömmliche Aufbereitungsmaschine, deren zumindest eine Gehäuseöffnung mit der Sicht- bzw. Zugangsöffnung herkömmlicher Art, das heißt ohne eingebaute Kamera, ausgestattet ist, mit der Inspektionseinrichtung nachgerüstet werden, um das Fasermaterial im Füllschacht optisch inspizieren zu können. Die Inspektionseinrichtung kann somit als intelligente Wartungstür oder intelligentes Wartungsfenster bezeichnet werden. Es versteht sich von selbst, dass die Inspektionseinrichtung auch ab Werk respektive bei Erstauslieferung der Aufbereitungsmaschine verbaut sein kann. Grundsätzlich möglich ist aber auch, dass eigens für die Inspektionseinrichtung eine Öffnung in dem Gehäuse der Aufbereitungsmaschine geschaffen wird.

Je nach Anwendungsfall kann die Inspektionseinrichtung als feststehendes oder öffenbares, insbesondere schwenkbares Fenster gestaltet sein. Wenn die Inspektionseinrichtung öffenbar gestaltet ist, ist der Füllschacht im geöffneten Zustand der Inspektionseinrichtung von außen zugänglich, beispielsweise um eine Teilmenge des aufgenommenen Fasermaterials entnehmen zu können. Im geschlossenen Zustand der Inspektionseinrichtung verschließt die Inspektionseinrichtung die Gehäuseöffnung insbesondere luftdicht. Letzteres gilt auch, wenn die Inspektionseinrichtung feststehend ausgestaltet ist. Die herkömmlichen Wartungsfenster, die durch die Inspektionseinrichtung ersetzt werden können, weisen üblicherweise eine Außenbreite von zumindest in etwa 400 Millimeter und eine Außenhöhe von zumindest in etwa 800 Millimeter auf. Vorzugsweise sind die Außenmaße der Inspektionseinrichtung derart gewählt, dass die Inspektionseinrichtung statt der Wartungsfenster in die vorhandene Gehäuseöffnung eingesetzt werden kann. Insbesondere kann die Inspektionseinrichtung, insbesondere die Öffnungsverschlussvorrichtung eine Außenbreite zwischen 200 Millimeter und 600 Millimeter und eine Außenhöhe zwischen 400 Millimeter und 1200 Millimeter aufweisen. Vorzugsweise liegt die Außenbreite in einem Bereich von 300 Millimeter und 500 Millimeter und die Außenhöhe in einem Bereich von 600 Millimeter und 1000 Millimeter.

Das Trennelement und das Deckelelement bilden einen Öffnungsverschluss, der weitere Bauteile, wie einen Rahmen zum Einsetzen in die Gehäuseöffnungen, Schwenkmittel, Verriegelungsmittel, Dichtungen und dergleichen aufweisen kann. Vorzugsweise ist die Inspektionseinrichtung als eine Baueinheit handhabbar. Für den Betrieb der Inspektionseinrichtung kann diese an eine elektrische Versorgung insbesondere der Aufbereitungsmaschine angeschlossen werden. Weiterhin können Mittel zur Datenübertragung vorgesehen sein. Beispielsweise kann die Kamera eine Schnittstelle zum Verbinden mit der Auswerteeinheit und/oder der Steuereinheit aufweisen. Die Inspektionseinrichtung kann die Auswerteeinheit umfassen, die insbesondere im Innenraum der Öffnungsverschlussvorrichtung untergebracht sein kann. Die Steuereinheit kann eine Steuereinheit der Aufbereitungsmaschine oder eine übergeordnete Anlagensteuerung oder sein.

Die Kamera und die optionale Ablenkungsvorrichtung sind vorzugsweise vollständig im Innenraum der Öffnungsverschlussvorrichtung untergebracht. Das Trennelement ist zumindest im Beobachtungbereich durchsichtig, respektive transparent gestaltet, sodass die Kamera durch den Beobachtungsbereich Bilder von dem Fasermaterial bzw. dessen Fasermaterialoberfläche aufnehmen kann. Beispielsweise kann das Trennelement eine Glas- oder Kunststoffscheibe sein. Von Vorteil ist, dass das am Trennelement vorbeiziehende Fasermaterial das Trennelement sauber und staubfrei hält. Der Innenraum und/oder die Inspektionseinrichtung insgesamt sind/ist zur Anordnung außerhalb des Füllschachts vorgesehen. Das Trennelement trennt den Innenraum vom Füllschacht der Aufbereitungsmaschine, sodass die Kamera keinen Kontakt mit dem Fasermaterial hat und entsprechend geschützt ist. Mit anderen Worten ist das Trennelement auf einer dem Füllschacht zugewandten Seite der Inspektionseinrichtung angeordnet, wogegen das Deckelement an einer dem Füllschacht abgewandten Seite der Inspektionseinrichtung angeordnet ist. Das Deckelelement ist am Trennelement angeordnet und deckt somit die zwischen dem Trennelement und dem Deckelelement angeordnete Kamera schützend nach außen hin ab. Vorzugsweise sind das Deckelelement und das Trennelement fest miteinander verbunden. Das Trennelement kann eben gestaltet sein, wobei dessen Ausgestaltung vorzugsweise der Form und Kontur der die Gehäuseöffnung umgebenden Gehäusewand des Füllschachts entsprechen kann, um ein ungestörtes Vorbeiziehen des Fasermaterials zu gewährleisten. Das Trennelement kann fluchtend mit der die Gehäuseöffnung umgebenden Gehäusewand angeordnet sein. Das Trennelement kann auch als Trennwand bezeichnet werden. Das Deckelelement kann zur Bildung des Innenraums zum Beispiel wannen-, bzw. schalenartig gestaltet sein. Das Deckelelement und das Trennelement

Im Innenraum der Öffnungsverschlussvorrichtung kann eine Beleuchtungsvorrichtung zum Beleuchten des am Beobachtungsbereich vorbeigeführten Fasermaterials angeordnet sein. Dadurch kann das im Füllschacht der Aufbereitungsmaschine an dem Beobachtungsbereich vorbeiziehende Fasermaterial mit Auflicht beleuchtet werden. Die Beleuchtungsvorrichtung kann sich über eine gesamte Breite des Beobachtungsbereichs erstrecken. Insbesondere kann die Beleuchtungsvorrichtung eine Vielzahl an Leuchtdioden, respektive LED-Lichtquellen umfassen, die Linsen aufweisen können, um das von der jeweiligen Leuchtdiode emittierte Licht gleichmäßig zu verteilen. Dies gewährleistet eine gleichmäßige Ausleuchtung des Beobachtungsbereichs. Weiterhin kann die Beleuchtungsvorrichtung ein unteres Beleuchtungselement und ein oberes Beleuchtungselement aufweisen, wobei zwischen den beiden Beleuchtungselementen der Beobachtungsbereich angeordnet ist. Zum Beispiel kann das obere und/oder untere Beleuchtungselement jeweils in Form einer Lichtleiste bzw. LED-Leiste ausgestaltet sein. Zur Vermeidung von Lichtreflektionen auf den mit der Kamera aufgenommenen Bildern kann das zumindest eine auf den Beobachtungsbereich ausgerichtete Beleuchtungselement in einem deutlich von der Flächennormale der Beobachtungsebene abweichendem Einstrahlwinkel angeordnet sein. Dies bietet sich vor allem dann an, wenn oberhalb und unterhalb des Beobachtungsbereichs das jeweilige obere bzw. untere Beleuchtungselement angeordnet ist. Ebenso möglich ist, dass der Einstrahlwinkel des Beleuchtungselements senkrecht auf die Beobachtungsebene gerichtet ist. Dies ist besonders dann von Vorteil, wenn der Strahlengang zwischen dem Beobachtungsbereich und der optionalen Ablenkungsvorrichtung schräg zur Flächennormalen verläuft.

Der Beobachtungsbereich kann mittels der Beleuchtungsvorrichtung zumindest dann ausgeleuchtet werden, wenn ein Bild aufgenommen wird. In Weiterbildung kann der Beobachtungsbereich mittels der Beleuchtungsvorrichtung dauerhaft ausgeleuchtet werden. Dies kann unter anderem dann von Vorteil sein, wenn die Kamera eine Zeilenkamera ist. Ebenso kann auch ein Blitzbetrieb, bei dem die Beleuchtungsvorrichtung Blitzlichter erzeugt, von Vorteil sein, wenn alternierend mit Licht verschiedener Wellenlängen beleuchtet werden soll oder die Bewegung des Fasermaterials entlang des Beobachtungsbereich derart langsam ist, dass zwischen den einzelnen Bildaufnahmen das Licht ausgeschaltet werden kann.

Die Anzahl der eingesetzten Kameras hängt unter anderem von der Breite des Beobachtungsbereichs, der maximalen Erfassungsbreite der jeweiligen Kamera, der Größe des Innenraums, dem Abstand der Kamera zum Beobachtungsbereich und dergleichen ab. Vorzugsweise sind genau eine oder zwei der Kameras vorgesehen. Zur Vergrößerung der Erfassungsbreite der jeweiligen Kamera kann diese möglichst weit nach oben im Innenraum platziert werden. Weiterhin kann die Brennweite des Objektivs reduziert werden. Dies kann allerdings zu einem großen Sichtwinkel hin zum Rand des Erfassungsbereich führen, was mit optischen Nachteilen verbunden sein kann. Bei Einsatz mehrerer der Kameras können diese in Richtung der Breite des Trennelements nebeneinander und insbesondere beabstandet zueinander angeordnet sein. Dabei können sich die Erfassungsbereiche benachbarter Kameras auch überschneiden, um eine lückenlose Abdeckung des Beobachtungsbereichs zu gewährleisten.

Die Kamera kann zusammen mit der Auswerteeinheit, auch Bildauswerterechner genannt, eine Kameravorrichtung bilden. Die Kameravorrichtung kann entsprechend genau eine oder mehrere der Kameras umfassen. Die Auswerteeinheit kann die Bilddaten der zugeordneten Kamera(s) analysieren. Dies gewährleistet vor allem dann, wenn eine Aufbereitungsmaschine mehrere der Inspektionseinrichtungen aufweist, eine besondere effiziente Verarbeitung der Bilddaten. Die Auswerteeinheit ist vorzugsweise im Innenraum zwischen dem Deckelelement und dem Trennelement angeordnet. Grundsätzlich möglich ist aber auch, dass die Auswerteeinheit außerhalb des Innenraums angeordnet und beispielsweise an oder in der Aufbereitungsmaschine untergebracht ist.

Die Kamera kann eine Zeilenkamera sein. Dies ermöglicht eine große Erfassungsbreite bzw. Erfassung über einen großen Sichtwinkel entlang der Zeile, die in der Richtung der Breite des Beobachtungsbereichs bzw. der Breite der Gehäuseöffnung ausgerichtet sein kann. Die Zeilenkamera nimmt das Bild Zeile für Zeile auf. Die einzelnen Bildzeilen können von der Auswerteeinheit zu einem fortlaufenden Bild zusammengefügt werden. Das Fasermaterial bewegt sich am Beobachtungsbereich vorbei und die Kameravorrichtung ist ortsfest an der Öffnungsverschlussvorrichtung gehalten, sprich die Kamera steht still. Der Erfassungsbereich, respektive das Bildfeld im Moment der Aufnahme ist ein Schlitz von der Breite des gewünschten Bildes, die vorzugsweise maximal der Breite des Trennelements entspricht. Dadurch benötigt die Zeilenkamera nur eine sehr geringe Bautiefe, sodass zum einen die Ablenkungsvorrichtung, wenn vorhanden, nah an dem Trennelement angeordnet sein kann und insgesamt die Öffnungsverschlussvorrichtung flach bauend ausgestaltet sein kann. Zudem kann der Beobachtungsbereich in der Höhe schmal und in der Breite entsprechend breit sein. Um optische Nachteile durch große Sichtwinkel an den Rändern zu vermeiden, ist von Vorteil, wenn der Sichtwinkel von der Kameramitte zu den Rändern des Bildes insbesondere bei maximal 15° liegen. Bei einer typischen Öffnungsverschlussvorrichtung für einen Reiniger, einen Mischer und dergleichen kann der Strahlengang respektive eine gesamte optische Weglänge von zumindest in etwa 550 Millimeter erreicht werden. Damit lässt sich ein Beobachtungsbereich von zumindest in etwa einer Breite von 300 Millimeter und einer Höhe von 0,3 Millimeter Höhe abdecken.

Damit jede Zeile des Fasermaterials optimalerweise nur einmal gescannt wird, können aufgrund des üblicherweise langsam vorbeigeführten Fasermaterials zwischen den einzelnen Bildern ein Zeitabstand vorgesehen sein, der beispielsweise mindestens 10 Sekunden und maximal 600 Sekunden beträgt, wobei auch längere und kürzere Zeitabstände grundsätzlich möglich sind.

Grundsätzlich kann die zumindest eine Kamera auch eine Flächen- bzw. Matrixkamera sein und ebenso sind Kombinationen möglich, bei denen die Kameravorrichtung mindestens eine Zeilen- und mindestens eine Flächen- bzw. Matrixkamera umfasst. Die jeweilige Kamera kann in an sich bekannter Weise zumindest einen Bildsensor und ein Objektiv aufweisen. Die optionale Ablenkungsvorrichtung kann je Kamera ein Ablenkungselement aufweisen, wobei grundsätzlich auch ein durchgehendes Ablenkungselement vorgesehen sein kann, auf das die Kameras ausgerichtet sein können.

Bei Ausgestaltung mit der Ablenkungsvorrichtung kann die Öffnungsverschlussvorrichtung einen oberen Abschnitt und einen vom oberen Abschnitt entlang der optischen Achse beabstandeten unteren Abschnitt aufweisen. Die Kamera kann im oberen Abschnitt und der Beobachtungsbereich sowie die Ablenkungsvorrichtung können im unteren Abschnitt angeordnet sein, oder umgekehrt. Um den Abstand der Kamera zur Ablenkungsvorrichtung und der Beobachtungsfläche insgesamt vergrößern zu können, können weitere Bauteile, die nicht zur Optik der Kamera gehören, wie beispielsweise die Auswerteeinheit zum Bestimmen der Rohstoffqualität, insbesondere für das Erkennen von Fremdkörpern, insbesondere mit Helligkeits- und/oder Farbabweichungen, eine Steuereinheit und dergleichen in der Tiefe des Innenraums hintereinander angeordnet sein. Insbesondere kann die Auswerteeinheit und/oder die Steuereinheit zwischen der Kamera und dem Deckelelement angeordnet sein. Bei Ausgestaltung ohne die Ablenkungsvorrichtung kann die Öffnungsverschlussvorrichtung einen Abschnitt aufweisen, in dem die Kamera und der Beobachtungsbereich angeordnet sind. Zum Abschotten des Beobachtungsbereichs vor Umgebungslicht oder Fremdlicht kann das Deckelelement in dem (insbesondere unteren bzw. oberen) Abschnitt, in dem der Beobachtungsbereich liegt, lichtundurchlässig ausgebildet sein. Dadurch werden störende Lichtreflektionen im Beobachtungsbereich vermieden.

Die Öffnungsverschlussvorrichtung kann ein Träger für weitere Hilfssensorik sein. Insbesondere kann an der Außenseite des Trennelements und/oder im Innenraum der Öffnungsverschlussvorrichtung eine Leerlaufüberwachung des Füllschachts angeordnet sein. Diese kann beispielsweise eine Lichtschranke oder einen Lichtaster umfassen.

Weiterhin kann die Öffnungsverschlussvorrichtung einen Sichtabschnitt aufweisen, der ober- und/oder unterhalb des Beobachtungsbereichs liegt. Mit anderen Worten liegt der Beobachtungsbereich, in dem das Deckelelement lichtundurchlässig gestaltet sein kann, außerhalb des Sichtabschnitts. In dem Sichtabschnitt kann das Trennelement und das Deckelement durchsichtig ausgebildet sein. Insbesondere ist der Sichtabschnitt zwischen dem oberen Abschnitt und dem unteren Abschnitt angeordnet. Vorzugsweise grenzt der Sichtabschnitt nach oben hin an den oberen Abschnitt und nach unten hin an den unteren Abschnitt unmittelbar an. Auf diese Weise bietet die Inspektionseinrichtung nicht nur die Möglichkeit zur optischen Inspizierung des Fasermaterials mittels der Kameravorrichtung, sondern kann zusätzlich als Beobachtungsöffnung genutzt werden, durch die ein menschlicher Bediener von außen in den Füllschacht der Aufbereitungsmaschine hineinsehen kann, um das am Trennelement der Öffnungsverschlussvorrich- tung vorbeiziehende Fasermaterial in Augenschein nehmen zu können. Grundsätzlich kann der Sichtabschnitt auch der obere Abschnitt, in dem die Kameravorrichtung angeordnet sein kann, sein oder sich über den mittleren Abschnitt und den oberen Abschnitt erstrecken. Weiterhin kann auch das gesamte Deckelelement transparent gestaltet sein und kann beispielsweise aus einem durchsichtigen Glas- oder Kunststoffmaterial hergestellt sein. In Höhe des Beobachtungsbereichs, insbesondere im unteren Abschnitt der Öff- nungsverschlussvorrichtung kann das aus dem transparenten Material gefertigte Deckelelement foliert, lackiert oder dergleichen sein, um den Beobachtungsbereich vor störendem Außenlicht abzuschotten.

Weiterhin kann die Aufbereitungsmaschine mehrere der Gehäuseöffnungen aufweisen, wobei in zumindest einer Teilmenge der Gehäuseöffnungen jeweils eine der Inspektionseinrichtungen eingesetzt ist. Des Weiteren können je Füllschacht zwei der Inspektionseinrichtungen vorgesehen sein, die einander zugewandt an einer Vorder- und einer Rückseite der Aufbereitungsmaschine angeordnet sein können.

Die Aufbereitungsmaschine kann eine Spinnereivorbereitungsmaschine, insbesondere ein Ballenöffner, beispielsweise Trützschler Universal Ballenöffner BO-U, ein Reiniger, beispielsweise Trützschler Universalreiniger CL-U, ein Öffner, beispielsweise Trützschler Universalöffner TO-U, ein Mischer, beispielsweise Trützschler Universal Mischer MX-U, ein Flockenmischer, beispielsweise Trützschler T-Blend, eine Karde, beispielsweise Trützschler TC21 , und dergleichen sein. Weiterhin kann die Aufbereitungsmaschine aus dem Bereich der Vliesstoffproduktion sein, wie zum Beispiel ein Öffner, beispielsweise Trützschler Feinöff- nerTBL-FB bzw. TBL-FO, eine Mischkammer, beispielsweise TrützschlerTBL-BB, eine Krempel, beispielsweise Trützschler TWF-NC, und dergleichen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen. Darin werden Merkmale, die im Wesentlichen oder funktionell gleich oder ähnlich sind, mit denselben Bezugszeichen versehen. Es zeigen:

Figur 1 eine schematisch vereinfacht dargestellte Aufbereitungsmaschine gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung, wobei die Aufbereitungsmaschine eine erfindungsgemäße Inspektionseinrichtung mit einer Kamera, einer Ablenkungsvorrichtung und zwei Beleuchtungselementen umfasst;

Figur 2 eine teilgeschnittene Seitenansicht der Aufbereitungsmaschine;

Figur 3 eine vergrößerte Teildarstellung der Aufbereitungsmaschine in schematisch vereinfachter Schnittansicht;

Figur 4 eine vergrößerte Teildarstellung der Aufbereitungsmaschine im Bereich der Inspektionseinrichtung, wobei die Kamera mit einer ersten Brennweite eingestellt ist; Figur 5 die vergrößerte Teildarstellung aus Figur 4, wobei die mit einer zweiten Brennweite eingestellt ist;

Figur 6 eine schematische Darstellung eines Ablaufdiagramms der Aufbereitungsmaschine in einem Automatikbetrieb;

Figur 7 eine schematische Darstellung eines Teilschritts des Ablaufdiagramms aus Figur 6, der die Ermittlung eines Fremdkörpergehalts im Fasermaterial betrifft;

Figur 8 eine schematische Darstellung eines weiteren Teilschritts des Ablaufdiagramms aus Figur 6, der die Durchführung eines Optimierungslaufs betrifft;

Figur 9 eine vergrößerte Teildarstellung einer Aufbereitungsmaschine gemäß einer alternativen Ausführungsform in schematisch vereinfachter Schnittansicht, wobei die Aufbereitungsmaschine mehrere der Inspektionseinrichtungen umfasst;

Figur 10 eine vergrößerte Teildarstellung der Aufbereitungsmaschine im Bereich einer Inspektionseinrichtung gemäß einer alternativen Ausführungsform mit zwei Kameras;

Figur 11 eine vergrößerte Teildarstellung der Aufbereitungsmaschine gemäß einer noch weiteren Ausführungsform in schematisch vereinfachter Schnittansicht;

Figur 12 eine Seitenansicht einer Aufbereitungsmaschine gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung; und

Figur 13 eine vergrößerte Teildarstellung der Aufbereitungsmaschine gemäß einer alternativen Ausführungsform, wobei die Aufbereitungsmaschine eine erfindungsgemäße Inspektionseinrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform mit einer Kamera und zwei Beleuchtungselementen umfasst, wobei die Kamera direkt auf einen Beobachtungsbereich blickt.

In den Figuren 1 und 2 ist eine Aufbereitungsmaschine 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt, die als Reinigungsmaschine, sprich Reiniger ausgebildet ist. Weitere Details und mögliche Abwandlungen sind in den Figuren 3 bis 5 dargestellt. In den Figuren sind zur Verdeutlichung der Ausrichtung der Aufbereitungsmaschine 1 im Raum eine Längsrichtung X, eine Querrichtung Y und eine Hochrichtung Z eingezeichnet, die im Sinne eines der Aufbereitungsmaschine 1 zugeordneten kartesischen Koordinatensystems definiert und durch entsprechende Pfeile angegeben sind. Begriffe wie „unten“, „unterhalb“, „oben“ oder „oberhalb“ stellen dabei räumliche Angaben in Bezug auf Hochrichtung Z dar. Die Aufbereitungsmaschine 1 kann auf einem ortsfesten Boden aufgestellt sein, der in einer von der Längsrichtung X und der Querrichtung Y aufgespannten horizontalen Ebene liegt.

In der Figur 1 ist erkennbar, dass die Aufbereitungsmaschine 1 einen Füllschacht 2 aufweist. Der Füllschacht 2 ist an einen Einlass 4 angeschlossen, über den üblicherweise in Flockenform bereitgestelltes Fasermaterial 3 von einer vorgelagerten Aufbereitungsmaschine, beispielsweise einem in der Figur 12 gezeigten Mischer, hier der Trützschler Universal Mischer MX-U, pneumatisch eingebracht werden kann. In einem oberen Teil 5 des Füllschachts 2 ist eine Entstaubungsvorrichtung 6, die Staub und Transportluft vom Fasermaterial 3 trennt, angeordnet. Die Transportluft wird über eine Abluftleitung 7 abgeführt und das Fasermaterial 3 fällt in einen unteren Teil 8 des Füllschachts 2, in dem es im Betrieb der Aufbereitungsmaschine 1 aufgestaut wird. Hierzu ist im unteren Teil 8 eine Dosiervorrichtung, hier, in Form eines Walzeneinzugs 9 angeordnet, der, hier beispielhaft, zwei langsam umlaufende und in deren Drehrichtungen einander entgegengerichtete Zuführwalzen 10, 11 und unterhalb der Zuführwalzen 10, 11 zwei langsam umlaufende und in deren Drehrichtungen einander entgegengerichtete Einzugswalzen 12, 13 aufweist. Die Einzugswalzen 12, 13 bilden den Boden des Füllschachts 2, unter dem eine Öffnungswalze 14 angeordnet ist.

Der Öffnungswalze 14 sind in deren Drehrichtung nacheinander ein erstes Reinigungselement 15 und ein zweites Reinigungselement zugeordnet. Eine solche Anordnung ist in der Offenlegungsschrift DE 10 2012 012 254 A1 von der Anmelderin beschrieben, die vollumfänglich einbezogen bzw. auf die hiermit Bezug genommen wird. Das erste Reinigungselement 15 ist zumindest im Wesentlichen tangential in Bezug auf einen Spitzenkreis 17 einer Garnitur 18 der Öffnungswalze 14 entlang des Doppelpfeils A verschiebbar, um den Durchlass der Reinigungsstelle einzustellen. Über Absaughauben 19, 20 gelangt das von den Reinigungselementen 15, 16 abgeschiedene Abfallmaterial in einen Abfallstrang 21. In Drehrichtung der Öffnungswalze 14 hinter dem zweiten Reinigungselement 16 schließt sich wiederum ein Rohrleitungssystem an, über das das gereinigte Fasermaterial 3 an eine nachfolgende Aufbereitungsmaschine (nicht gezeigt), beispielsweise ein Fremdteilausscheider, wie der Trützschler SP-FPU, T-Scan TS-T3 oder T-Scan TS-T5, abtransportiert werden kann. Eine Transportrichtung des gereinigten Fasermaterials 3 hin zur nachfolgenden Aufbereitungsmaschine ist in der Figur 1 mit dem Pfeil T verdeutlicht.

In der Figur 2 ist erkennbar, dass das über die Absaughauben 19, 20 in den Abfallstrang 21 abgesaugte Abfallmaterial an einer Abfallsensoreinrichtung 22 vorbeigeführt wird. Die Abfallsensoreinrichtung 22 weist eine optische Messeinrichtung mit je Absaughaube 19, 20 einem Sensor 23, 24, insbesondere einem Helligkeitssensor auf, der über jeweils eine durchsichtige Trennwand in die jeweilige Absaughaube 19, 20 hineinschaut. Mittels der Sensoren 23, 24 kann das über die Absaughauben 19, 20 durch einen Abfallkanal 25 des Abfallstrangs 21 abtransportierte Abfallmaterial erfasst werden, um innerhalb der vorbeifliegenden Fasern Gutfasern im Abfallstrom zu erkennen. Durch Auswertung der Messergebnisse kann der Anteil von Gutfasern im Abfallmaterial bzw. die Abfallzusammensetzung des Fremdkörper und Gutfasern umfassenden Abfallmaterials bestimmt werden.

Oberhalb des Walzeneinzugs 9 ist in einem den Füllschacht 2 umschließenden Gehäuse 26 der Aufbereitungsmaschine 1 eine Gehäuseöffnung 27 ausgebildet. Oberhalb der Gehäuseöffnung 27 ist eine mit einer Maschinensteuerung (nicht gezeigt) verbundene Lichtschranke 28 oder ein Lichttaster angeordnet, der als Füllstandbegrenzung dient. Sobald ein Füllstand F des Fasermaterials 3 im Füllschacht 2 bis zur Einbauhöhe der Lichtschranke 28 ansteigt, wird eine Zuspeisung von Fasermaterial 3 hin zur Aufbereitungsmaschine 1 unterbrochen, bis der Füllstand F wieder abgesunken ist. Auf diese Weise gibt die Einbauhöhe den maximalen Füllstand Fmax vor. Weiterhin ist oberhalb der Lichtschranke 28 ein Drucksensor 29 im Füllschacht 2 angeordnet, der als Differenzdrucksensor ausgestaltet sein kann, um die Differenz zwischen dem im Füllschacht 2 herrschenden Raumdruck und dem außerhalb des Füllschachts 2 herrschenden Umgebungsdruck zu messen. Dadurch kann der Einfluss des Staudrucks aufgrund der in den Füllschacht 2 einströmenden Transportluft, die von oben auf das Fasermaterial 3 drückt und dieses verdichtet, bestimmt werden. Statt eines Differenzdrucksensors können auch zwei getrennte Drucksensoren verwendet werden. In die Gehäuseöffnung 27 des Gehäuses 26 der Aufbereitungsmaschine 1 ist eine erfindungsgemäße Inspektionseinrichtung 30 eingesetzt, deren Aufbau und Funktionsweise nachstehend im Detail erläutert wird. In den Figuren 1 und 2 ist erkennbar, dass die Inspektionseinrichtung 30, hier beispielhaft, als schwenkbare Zugangs-, respektive Inspektionstür ausgebildet ist, die mittels Gelenkmittel 61 an dem Gehäuse 26 angelenkt ist. Weiterhin können mechanische Verriegelungsmittel 62 vorgesehen sein, um die Inspektionseinrichtung 30 in deren geschlossenem Zustand verriegeln zu können. Grundsätzlich kann die Inspektionseinrichtung 30 auch ein feststehendes Fenster sein, dass keine Gelenkmittel 61 und keine Verriegelungsmittel 62 aufweist.

In der Figur 3 ist erkennbar, dass die Inspektionseinrichtung 30 eine Öffnungsverschlussvorrichtung 31 aufweist, die ein Trennelement 32 und ein Deckelelement 33 umfasst. Das Trennelement 32 ist plattenartig gestaltet und kann bündig mit einer die Gehäuseöffnung 27 umgebenden Gehäusewand 34 des Füllschachts 2 abschließen. Im Betrieb der Aufbereitungsmaschine 1 zieht bzw. streicht das Fasermaterial 3 an der Innenseite der Gehäusewand 34 und einer zum Füllschacht 2 weisenden Außenseite 35 des Trennelements 32 in Richtung des Pfeils, der mit dem Bezugszeichen 63 versehen ist, vorbei. Weiterhin kann die Öffnungsverschlussvorrichtung 31 einen das Trennelement 32 und das Deckelelement 33 einfassenden Rahmen 36 zum Befestigen der Öffnungsverschlussvorrichtung 31 am Gehäuse 26 aufweisen. Die Öffnungsverschlussvorrichtung 31 kann damit wie ein feststehendes Fenster verwendet werden, wobei grundsätzlich auch Schwenk- oder Klappmittel zur Ausgestaltung der Öffnungsverschlussvorrichtung 31 als schwenkbares Fenster bzw. Klappe möglich sind. Ebenso kann der Rahmen 36 mehrteilig sein und einen am Gehäuse 26 feststehenden Rahmenteil und einen davon trennbaren Rahmenteil, der die Einheit aus dem Trennelement 32 und dem Deckelelement 33 umfasst, aufweisen, um diese Einheit auf einfache Weise entfernen und dadurch den Zugang zum Füllschacht 2 für Kontroll- oder Wartungsarbeiten bereitstellen zu können. Zwischen dem Trennelement 32 und dem Deckelelement 33 ist ein Innenraum 37 ausgebildet. Zum Abdichten der Gehäuseöffnung 27 sowie des Innenraums 37 gegen Staub und Feuchtigkeit können in an sich bekannter Weise Dichtungen (nicht gezeigt) vorgesehen sein.

In dem Innenraum 37 der Öffnungsverschlussvorrichtung 31 ist eine Kameravorrichtung 38 angeordnet, um Bilder von dem Fasermaterial 3, welches im Füllschacht 2 an einem definierten Beobachtungsbereich 39 des Trennelements 32 in Richtung des Pfeils 63 vorbeizieht, aufnehmen zu können. Hierzu ist das Trennelement 32 im Beobachtungsbereich 39 durchsichtig ausgebildet, wobei, wie hier beispielhaft gezeigt, die gesamte Fläche des Trennelements 32 durchsichtig ausgebildet ist. Die Außenseite 35 des Trennelements 32 definiert eine Beobachtungsebene E, zu der eine optische Achse 40 der Kameravorrichtung 38 parallel ausgerichtet ist. Weiterhin ist im Innenraum 37 der Öffnungsverschlussvorrichtung 31 eine Ablenkungsvorrichtung 41 aufgenommen, die im Blickfeld der Kameravorrichtung 38 angeordnet ist und einen vom Beobachtungsbereich 39 ausgehenden Strahlengang 42 hin zur Kameravorrichtung 38 umgelenkt. Die Ablenkungsvorrichtung 41 umfasst, hier beispielhaft, einen Spiegel mit einer reflektierenden Oberfläche 47. Der Einfalls- bzw. Ausfallswinkel jeweils beträgt 45 Grad, sodass eine Umlenkung des Strahlengangs 42 um 90 Grad erfolgt. In der Figur 3 ist erkennbar, dass ein erster Strahlengangabschnitt 43 des Strahlengangs 42 senkrecht zur Beobachtungsebene E verläuft und der Strahlengang 42 nach Umlenkung einen parallel zur optischen Achse 40 ausgerichteten zweiten Strahlengangabschnitt 44 aufweist.

Die Kameravorrichtung 38 ist, hier beispielhaft, in einem oberen Abschnitt 45 der Öffnungsverschlussvorrichtung 31 angeordnet. Die beabstandet zur Kameravorrichtung 38 angeordnete Ablenkungsvorrichtung 41 ist, hier entsprechend, in einem unterem Abschnitt 46 der Öffnungsverschlussvorrichtung 31 untergebracht, in dem auch der Beobachtungsbereich 39 ausgebildet ist. Grundsätzlich ist auch eine umgekehrte Anordnung möglich, bei der die Kameravorrichtung 38 im unteren Abschnitt 46 und die Ablenkungsvorrichtung 41 sowie der Beobachtungsbereich 39 im oberen Abschnitt 45 angeordnet sein können. Durch Einstellen des Abstands zwischen der Kameravorrichtung 38 und der Ablenkungsvorrichtung 41 kann eine Erfassungsbreite 48 der Kameravorrichtung 38, sprich eine Breite der Scanlinie, vorgegeben werden, die in zweckmäßiger Weise maximal einer lichten Breite 49 des Rahmens 36 entspricht. In den Figuren 4 und 5 ist die Kameravorrichtung 38 in zwei unterschiedlichen Abständen zur Ablenkungsvorrichtung 41 angeordnet. In der jeweiligen Position ist die Kameravorrichtung 38 fixiert. Im Innenraum 37 kann eine Führungsvorrichtung (nicht gezeigt), die beispielsweise eine Schiene, Stange, eine Platte mit einem Lochmuster oder dergleichen umfassen kann, vorgesehen sein, um die Kameravorrichtung 38 ausrichten und die Inspektionsbreite über den Abstand zur Ablenkungsvorrichtung 41 einstellen zu können.

Zum Beleuchten des am Beobachtungsbereich 39 vorbeiziehenden Fasermaterials 3 ist im Innenraum 37 der Öffnungsverschlussvorrichtung 31 eine Beleuchtungsvorrichtung 50 angeordnet. Die Beleuchtungsvorrichtung 50 weist ein oberes Beleuchtungselement 51 und ein unteres Beleuchtungselement 52 auf, die den Beobachtungsbereich 39 von schräg oben bzw. unten beleuchten. Der Beobachtungsbereich 39 ist somit zwischen den beiden Beleuchtungselementen 51 , 52 angeordnet. Entlang der optischen Achse 40 ist die Ablenkungsvorrichtung 41 zwischen der Kameravorrichtung 38 und dem unteren Beleuchtungselement 52 angeordnet und das obere Beleuchtungselement 51 zwischen der Kamera Vorrichtung 38 und der Ablenkungsvorrichtung 41 angeordnet. Die beiden Beleuchtungselemente 51 , 52 sind leistenartig ausgebildet und erstrecken sich zumindest über die Erfassungsbreite 48 der Kameravorrichtung 38. Die Beleuchtungselemente 51 , 52 können eine Vielzahl an LED-Lichtquellen 53 mit Linsen umfassen. Zur Vermeidung von Lichtreflektionen weichen die Einstrahlwinkel von der Flächennormale der Beobachtungsebene E ab und schneiden die Beobachtungsebene E, hier beispielhaft, in einem Bereich zwischen 20 Grad und 80 Grad. Zum Abschotten des Beobachtungsbereichs 39 vor Umgebungslicht oder Fremdlicht kann das Deckelelement 33 im unteren Abschnitt 46 lichtundurchlässig ausgebildet sein.

Die Kameravorrichtung 38 weist eine Kamera 54, hier beispielhaft eine Zeilenkamera, mit einem Objektiv 55 auf, wobei grundsätzlich auch eine Flächenkamera vorgesehen sein kann. Die Kamera 54 ist über eine Datenleitung 56 mit einer elektronischen Auswerteeinheit 57 verbunden, die die von der Kameravorrichtung 38 empfangenen Bilddaten analysiert. Die Auswerteeinheit 57 ist konfiguriert, mittels Methoden der Bildverarbeitung die Anzahl, Häufigkeit und/oder Gesamtfläche von Fremdkörpern im Fasermaterial auszuwerten, um einen Fremdkörpergehalt im Fasermaterial 3 ausgeben zu können. Die Auswerteeinheit 57 kann die Fremdkörper beispielsweise aufgrund von Helligkeits- und/oder Farbabweichungen erkennen. Die Auswerteeinheit 57 ist im Innenraum 37, hier beispielhaft, im oberen Abschnitt 45 angeordnet. Auf diese Weise kann das Fasermaterial von der mit der Inspektionseinrichtung 30 ausgestatteten Maschinenseite aus optisch inspiziert werden, um Fremdkörper im Fasermaterial 3 zu erkennen.

Die hier gezeigte Ausführungsform der Aufbereitungsmaschine 1 weist nur eine einzige Inspektionseinrichtung 30 auf. Eine der Inspektionseinrichtung 30 gegenüberliegende Gehäusewand 58 ist, hier, geschlossen ausgebildet, kann jedoch in an sich bekannter Weise Revisionsöffnungen und dergleichen aufweisen, in die grundsätzlich auch eine Inspektionseinrichtung 30 eingesetzt sein könnte. Die Inspektionseinrichtung 30 kann eine Schnittstelle aufweisen, um die Inspektionseinrichtung 30 nach Einbau in der Gehäuseöffnung 27 an ein elektrisches Versorgungssystem und/oder ein Bussystem, insbesondere ein Feldbus anschließen zu können. Die Schnittstelle kann beispielsweise Steckkontakte, Verbindungsstellen oder dergleichen umfassen, welche mit zumindest einem maschinenseitig angeordneten Gegenelement verbunden wird. Auf diese Weise können die elektronischen Komponenten der Inspektionseinrichtung 30, wie die Kameravorrichtung 38, die Beleuchtungsvorrichtung 50 und die Auswerteeinheit 57 mit Spannung versorgt und/oder mit einer Steuereinheit gekoppelt werden, um beispielsweise die Ausgabewerte der Auswerteeinheit 57 an die Steuereinheit übergeben zu können. Die Steuereinheit kann der Aufbereitungsmaschine zugeordnet sein oder eine übergeordnete Anlagensteuerung sein, die mit einer Vielzahl an Steuereinheiten weiterer Aufbereitungsmaschinen kommuniziert.

Im Betrieb der Aufbereitungsmaschine 1 wird das Fasermaterial 2 pneumatisch über den Einlass 3 in den Füllschacht 2 transportiert. Über die Entstaubungsvorrichtung 6 wird die Transportluft abgeführt und das Fasermaterial 3 sammelt sich im unteren Teil 8 des Füllschachts 2. Aufgrund des langsam arbeitenden Walzeneinzugs 9 staut es sich im Füllschacht 2 auf, wobei der Füllstand F üblicherweise oberhalb des Beobachtungsbereichs 39 und unterhalb der Lichtschranke 28 liegt. Bei hohen Produktionsraten kann es kurzfristig vorkommen, dass der Füllstand F unterhalb des Beobachtungsbereichs 39 liegt. Um zu vermeiden, dass dann Bilder aufgenommen werden, können Füllstandsensoren, wie eine weitere Lichtschranke, Lichttaster und dergleichen vorgesehen sein.

In der Figur 6 ist ein mögliches Ablaufdiagramm für einen Automatikbetrieb der Aufbereitungsmaschine 1 dargestellt. Mit Start 65 sind die Reinigungselemente 15, 16 bereits für einen vorgegebenen Ausgangswert mittels eines initialen Optimierungslaufs optimal eingestellt. Der vorgegebene Ausgangswert kann einem manuell eingegebenen Fremdkörperanteil entsprechen, der vom Betreiber aufgrund der eingekauften oder untersuchten Rohstoffqualität entspricht. Der Optimierungslauf kann im laufenden Betrieb der Aufbereitungsmaschine 1 durchgeführt werden, in dem der Walzeneinzug 9 und die Öffnungswalze 14 weiterhin drehend angetrieben werden. Während des Optimierungslaufs überprüfen die optischen Sensoren 23, 24 der Abfallsensoreinrichtung 22 das über die Absaughauben 19, 20 abgesaugte Abfallmaterial auf dessen Abfallzusammensetzung. Zu Beginn eines jeden Optimierungslaufs kann das erste Reinigungselement 15 zunächst in eine erste Position gefahren werden, in der die Reinigungsstelle bzw. Reinigungsöffnung geschlossen ist. Der Ausscheidegrad an Fremdteilen wird in der ersten Position zunächst gering sein. Dann kann das erste Reinigungselement 15 entlang des Doppelpfeils A verfahren werden und die Reinigungsöffnung allmählich freigeben, wobei der Anteil an Fremdteilen zunehmen wird. Ab einem bestimmten Punkt wird der Anteil an Gutfasern in Relation zum Anteil an Fremdteilen immer weiter zunehmen. Das erste Reinigungselement 15 wird dann in die Position gefahren, in der das Verhältnis zwischen Fremdkörpern und Gutfasern in diesem Optimierungslauf am günstigsten war. Das sich aus dem Optimierungslauf ergebende Verhältnis zwischen Fremdkörpern und Gutfasern wird als Abfallwert abgespeichert. In Abhängigkeit von in der Steuereinheit hinterlegten oder durch einen Bediener der Aufbereitungsmaschine 1 angegebenen Vorgaben können somit automatisch die Abfallzusammensetzung beeinflussende Maschinenaggregate, hier die Reinigungselemente 15, 16, so lange verstellt werden, bis die gewünschte Abfallqualität erreicht ist. Der auf Basis des Ausgangswerts durchgeführte Optimierungslauf optimiert somit die Ausreinigungseffizienz der Aufbereitungsmaschine 1. Nach Start 65 des Automatikbetriebs wird im Schritt 70 der aktuelle bzw. tatsächliche Fremdkörperanteil im Fasermaterial 3 erfasst respektive überwacht. Der Schritt 70 umfasst diverse Teilschritte, die in dem Ablaufdiagramm in der Figur 7 wiedergeben sind. Nach Start 71 der Fremdkörpererfassung nimmt die Kameravorrichtung 38 in Teilschritt 72 ein Bild von dem hinter dem Beobachtungsbereich 39 vorbeiziehenden Fasermaterial 3 auf, wobei die Beleuchtungsvorrichtung 50 den Beobachtungsbereich 39 während der Aufnahme in Auflicht-Methode beleuchtet. Anschließend wertet die Auswerteeinheit 57 die von der Kameravorrichtung 38 übertragenen Bilddaten zu dem erfassten Bild in Teilschritt 73 aus. Dabei werden die empfangenen Bilddaten mittels Methoden der Bildverarbeitung in Bezug auf Anzahl, Häufigkeit und/oder Gesamtfläche von Fremdkörpern im Fasermaterial 3 ausgewertet. In der Regel stellen sich Fremdteile, wie Stängel, Blätter oder allgemein „Trash“-Teilchen als dunkle Stellen von dem ansonsten creme- bis weißfarbigen Fasermaterial 3 dar. Dadurch, dass fast schon binäre Zustände vorliegen, ist die Segmentierung zwischen gesuchten Fremdkörpern vor dem hellen Hintergrund des Fasermaterials 3 beispielsweise durch Schwellenwertoperationen möglich. Eine klassische Zerlegung der Szene in Objekte mit Merkmalen wie Größe, Fläche, Kontur etc. kann folgen. Der Fremdkörpergehalt kann durch Zählen der dunklen Objekte oder durch auf Akkumulieren der Fläche bestimmt werden. Weiter können Größenhistogramme oder auch eine Klassifizierung der Objekte in Gruppen wie Trash, Stängel, Blätter etc. erfolgen.

In Teilschritt 74 wird abgefragt, ob die von der Kameravorrichtung 38 erfasste Bildfläche einer definierten Mindestfläche entspricht. Um aus den Bilddaten einen Ausgabewert bzw. Messwert zu generieren, der den Fremdkörpergehalt im Fasermaterial zuverlässig bzw. statistisch gesichert wiedergibt, hat sich als vorteilhaft gezeigt, wenn die Mindestfläche, die durch die Kameravorrichtung 38 erfasst wird, einen definierten Mindestwert einnimmt. Eine sehr hohe Genauigkeit wurde erzielt, wenn die Mindestfläche mehr als 2 Quadratmeter und weiter bevorzugt zumindest in etwa 3 Quadratmeter beträgt. Aufgrund der im Vergleich mit der Mindestfläche geringen Erfassungsfläche der Zeilenkamera 54 von, lediglich beispielhaft 90 Quadratmillimeter, werden so lange weitere Bilder aufgenommen 72 und ausgewertet 73, bis die definierte Mindestfläche erreicht wurde.

Um möglichst schnell auf den sich verändernden Fremdkörperanteil im Fasermaterial 3 durch Anpassung der Reinigungselemente 15, 16 reagieren zu können, ist ein Ziel, die definierte Mindestfläche von dem Fasermaterial 3 in einer möglichst kurzen Zeitspanne zu erfassen, ohne dabei Fremdkörper mehrfach zu erfassen. Da die hier gezeigte Aufbereitungsmaschine 1 nur eine einzige Inspektionseinrichtung 30 aufweist, muss die geforderte Mindestfläche somit durch die Bilder der einen Kameravorrichtung 38 erfasst werden. Die Erfassungsfläche der Kameravorrichtung 38 kann beispielsweise durch Vergrößern deren Abstands zur Ablenkungsvorrichtung 41 bzw. zum Beobachtungsbereich 39 vergrößert werden, wodurch mit einem Bild eine größere Fläche erfasst werden kann. Die Bildaufnahmefrequenz ist abhängig von der Transportgeschwindigkeit und kann nur in begrenztem Umfang erhöht werden, um eine Mehrfachzählung derselben Fremdkörper zu vermeiden. Die Bilder können bei einer beispielhaft angenommenen Transportgeschwindigkeit von 120 bis 360 Millimeter pro Minute mit einer Bildaufnahmefrequenz von 13 bis 80 Hertz aufgenommen werden. Bei einer lediglich beispielhaft angenommenen Erfassungs- bzw. Bildfläche eines Bildes der Kameravorrichtung 38 von 90 Quadratmillimeter würde die Meßzeit bis zum Erreichen der Mindestfläche von hier beispielhaft 3 Quadratmeter somit 14 Minuten betragen. Höhere Transportgeschwindigkeiten, die durch höhere Produktionsraten erzielbar sind, ermöglichen somit eine höhere Bildaufnahmefrequenz, wodurch die Mindestfläche schneller erfassbar wird. Die Auswerteeinheit 57 berücksichtigt bei der Bildauswertung somit, wie für Zeilenkameras üblich, zeilenweise aufgebaute Bilder und wertet diese mit Bildverarbeitungsalgorithmen hinsichtlich der Fremdkörper aus. Die Auswerteergebnisse der einzelnen Bilder werden akkumuliert, um die Bestimmungsgenauigkeit des Fremdkörperanteils im Fasermaterial 3 zu verbessern.

In Teilschritt 75 berücksichtigt die Auswerteeinheit 57 bei der Bildauswertung den vom Drucksensor 29 gemessenen Staudruck im Füllschacht 2. Die in den Füllschacht 2 einströmende Transportluft führt stets zu einer gewissen Verdichtung des Fasermaterials 3 im Füllschacht 2, wodurch die Genauigkeit des Ausgabewerts beeinflusst sein kann. Um diesen Einfluss zu minimieren und bestenfalls zu eliminieren, ist der Drucksensor 29 mit der Auswerteeinheit 57 gekoppelt. Mit Hilfe des gemessenen Staudruckes und einer in der Auswerteeinheit 57 hinterlegten Kalibrierkurve kann der Ausgabewert der Auswerteeinheit 57 auf eine vom Staudruck unabhängige Kenngröße korrigiert werden. Die Auswerteeinheit 57 gibt deren korrigierten Ausgabewert an eine Steuereinheit der Aufbereitungsmaschine 1 aus. Der korrigierte Ausgabewert wird an die Steuereinheit übermittelt, siehe Teilschritt 76. Mit 77 endet die Erfassung des Fremdkörpergehalts. Der Vorgang zur Fremdkörpererfassung gemäß den Teilschritten 71 bis 77 kann regelmäßig wiederholt werden. Es können auch mit zeitlichem Versatz mehrere der Erfassungsvorgänge zeitgleich ablaufen, wodurch in kürzeren Zeitabständen mittels des aktualisierten Ausgabewerts ein aktueller Fremdkörpergehalt bereitgestellt werden kann.

Gemäß dem in der Figur 6 gezeigten Ablaufdiagramm folgt nach Schritt 70 ein Schritt 80, in dem die Abfallzusammensetzung mittels der Abfallsensoreinrichtung 22 bestimmt wird. Die Abfallsensoreinrichtung 22 kann regelmäßig und grundsätzlich auch permanent die Abfallzusammensetzung überwachen, sodass der Schritt 80 auch zeitgleich mit dem Schritt 70 ablaufen kann. Die Abfallsensoreinrichtung 22 bestimmt mittels der optischen Sensoren 23, 24 die Abfallzusammensetzung bzw. den Anteil an Gutfasern des über die Absaughauben 19, 20 abgesaugten Abfallmaterials.

Auf Basis der insbesondere korrigierten Ausgabewerte und der Abfallzusammensetzung kann in Schritt 85 entschieden werden, ob eine Optimierung der Ausreinigung der Aufbereitungsmaschine 1 erforderlich ist („ja“). Wenn keines der nachstehend genannten Kriterien erfüllt ist, sind die Reinigungselemente 15, 16 aktuell optimal eingestellt und zum jetzigen Zeitpunkt ist keine Optimierung notwendig („nein“), sodass das Verfahren mit der die Schritte 70, 80 und 85 umfassenden Schleife fortgeführt wird.

Die Optimierung wird in Schritt 90 durchgeführt, wenn eines der folgenden Kriterien erfüllt ist: wenn der insbesondere korrigierte Ausgabewert im Vergleich mit dem beim vorherigen bzw. initialen Optimierungslauf gesetzten bzw. vorgegebenen Ausgangswert gleichgeblieben ist oder zumindest innerhalb eines vorgebbaren Toleranzbereichs um den Ausgangswert liegt, jedoch die Abfallzusammensetzung bzw. Abfallmenge von dem beim vorherigen Optimierungslauf gesetzten Abfallwert abweicht und insbesondere außerhalb eines vorgebbaren Toleranzbereichs um den Abfallwert liegt; wenn die Abfallzusammensetzung bzw. Abfallmenge im Vergleich mit dem beim vorherigen bzw. initialen Optimierungslauf gesetzten Abfallwert gleichgeblieben ist oder zumindest innerhalb eines vorgebbaren Toleranzbereichs um den Abfallwert liegt, jedoch der insbesondere korrigierte Ausgabewert sich über die Zeit betrachtet verändert hat, weil der Ausgabewert außerhalb des vorgebbaren Toleranzbereichs liegt, ein sprunghafter Anstieg des Ausgabewerts erfasst wurde oder bei Betrachtung des Integrals über die Zeit eine kontinuierliche Erhöhung oder Verringerung erkannt wird; wenn sowohl der insbesondere korrigierte Ausgabewert im Vergleich mit dem Ausgangswert außerhalb des vorgebbaren Toleranzbereichs um den Ausgangswert liegt als auch die Abfallzusammensetzung bzw. Abfallmenge außerhalb des vorgebbaren Toleranzbereichs um den Abfallwert liegt.

Die Optimierung 90 umfasst diverse Teilschritte, die in dem Ablaufdiagramm in der Figur 8 wiedergeben sind. Nach Start 91 wird der Optimierungslauf 92 durchgeführt, bei dem die Stellung der Reinigungselemente 15, 16 in Schritt 92 verändert und währenddessen die sich ändernde Abfallzusammensetzung mittels der Abfallsensoreinrichtung 22 überwacht wird. Dabei wird in Abhängigkeit von in der Steuereinheit hinterlegten oder durch den Bediener der Aufbereitungsmaschine 1 angegebenen Vorgaben die Abfallzusammensetzung beeinflussenden Maschinenaggregate, hier die Reinigungselemente 15, 16, automatisch so lange verstellt, bis die gewünschte Abfallqualität für den erfassten Ausgabewert, der den aktuellen Fremdkörpergehalt wiedergibt, erreicht ist. Statt des vollständigen Optimierungslaufs 92, bei dem zunächst die erste Position angefahren wird, kann auch ausgehend vom bisher eingestellten Betriebspunkt durch geringfügiges Verstellen der Reinigungselemente 15, 16 geprüft werden, ob durch kleine Anpassungen eine Verbesserung der Ausscheideeffizienz erreicht wird. In Teilschritt 93 wird der aktuelle Ausgabewert erfasst, der den aktuellen Fremdkörpergehalt im Fasermaterial 3 repräsentiert. In Teilschritt 94 wird die aktuelle Abfallzusammensetzung erfasst, die das Verhältnis zwischen Fremdkörpern und Gutfasern repräsentiert. In Teilschritt 95 werden der aktuelle Ausgabewert als Ausgangswert und die aktuelle Abfallzusammensetzung als Abfallwert gesetzt und dienen damit als Referenzwerte für nachfolgende Entscheidungen gemäß Schritt 85. Mit 96 endet die Optimierung 90. Vorzugsweise erfolgt die Optimierung 90 vollautomatisch und wird durch die Steuereinheit gestartet und überwacht. Grundsätzlich kann vor jedem Optimierungslauf eine Bestätigung des Maschinenbedieners notwendig sein. Der jeweilige Optimierungslauf kann optisch angezeigt und/oder digital protokolliert werden.

Um stets einen möglichst aktuellen Ausgabewert bereitzustellen zu können, kann der Vorgang zur Fremdkörpererfassung 70 mit den Teilschritten 71 bis 77 als Hintergrundprozess regelmäßig wiederholt werden. Ebenso kann die Abfallzusammensetzung 80 insbesondere permanent erfasst werden.

Die Inspektionseinrichtung 30 kann vorzugsweise auch als Sichtöffnung genutzt werden, über die ein Bediener der Aufbereitungsmaschine 1 in den Füllschacht 2 hineinschauen kann. Hierzu kann die Öffnungs- verschlussvorrichtung 31 einen Sichtabschnitt 59 aufweisen, in dem sowohl das Deckelelement 33 als auch das Trennelement 32 durchsichtig gestaltet sind und keine im Innenraum 37 verbauten Komponenten den Blick von außen auf das Fasermaterial 3 beeinträchtigen. Vorzugsweise ist der Sichtabschnitt 59 ein mittlerer Abschnitt der Öffnungsverschlussvorrichtung 31 , der zwischen dem oberen Abschnitt 45 und dem unteren Abschnitt 46 angeordnet ist. Wenn der Bediener eine Veränderung des Fremdkörperanteils durch Blick von außen durch den Sichtabschnitt 59 in den Füllraum 2 selbst erkennt, kann die Optimierung 90 auch manuell angestoßen werden, beispielsweise über eine Applikation auf einem mobilen Endgerät, ein Bedienterminal der Aufbereitungsmaschine 1 und/oder über eine übergeordnete Steuereinheit.

In der Figur 9 ist eine alternative Ausführungsform der Aufbereitungsmaschine 1 dargestellt, die den vorbeschriebenen Ausführungsformen weitestgehend entspricht, sodass hinsichtlich der Gemeinsamkeiten auf die obige Beschreibung Bezug genommen wird. Der Unterschied besteht darin, dass die Aufbereitungsmaschine 1 mehrere, hier beispielhaft, zwei der Inspektionseinrichtungen 30 aufweist. Die beiden Inspektionseinrichtungen 30 sind in den Gehäuseöffnungen 27 in den beiden einander gegenüberliegend angeordneten Gehäusewänden 34, 58 eingesetzt. Durch Aufnehmen von Bildern der Fasermaterialoberfläche des Fasermaterials 3 durch die mehreren Beobachtungsbereichen 39 kann eine Änderung der Rohstoffqualität präziser und schneller erfasst werden, da mehrere, hier zwei, der Kameravorrichtungen 38 zum Erreichen der Mindestfläche (Teilschritt 74) zeitgleich beitragen. Der Ablauf entspricht somit weitestgehend dem in den Figuren 6 bis 8 gezeigten Ablauf. Jeder Kameravorrichtung 38 ist eine der Auswerteeinheiten 57 zugeordnet, welche die Bilddaten der zugeordneten Kameravorrichtung 38 analysiert. Die Auswerteeinheiten 57 übertragen deren Ergebnisse über eine angedeutete Datenleitung an eine weitere bzw. übergeordnete Auswerteeinheit 60, in der die Einzelergebnisse zusammengefasst werden. Auf diese Weise wird die erforderliche Meßzeit verkürzt, hier bei Einsatz von zwei Kameravorrichtungen 38 halbiert.

In der Figur 10 ist eine weitere Ausführungsform der Inspektionseinrichtung 30 dargestellt, die den vorbeschriebenen Inspektionseinrichtungen 30 weitestgehend entspricht, sodass hinsichtlich der Gemeinsamkeiten auf die obige Beschreibung Bezug genommen wird. Der Unterschied besteht lediglich darin, dass die Kameravorrichtung 38 der jeweiligen Inspektionseinrichtung 30 statt einer Kamera 54 hier zwei der Kameras 54‘, 54“, exemplarisch Zeilenkameras, mit je einem Objektiv 55‘, 55“ aufweist. Deren Strahlengang 44‘, 44“ ist zur jeweiligen optischen Achse 40‘, 40“ parallel ausgerichtet. Statt der Zeilenkameras können auch Matrix- bzw. Flächenkameras verwendet werden. Auf diese Weise kann die Erfassungsbreite 48 der Kameravorrichtung 38 vergrößert, wodurch die Meßzeit bis zum Erreichen der Mindestfläche verkürzt werden kann. Weiterhin kann aufgrund der größeren Erfassungsbreite 48 auch der Abstand der Kameras 54‘, 54“ zur Ablenkungsvorrichtung 41 verringert werden. Diese Aspekte können bei breiteren Beobachtungsbereichen 39 und/oder bei niedrigeren Gehäuseöffnungen 27, die in der Erstreckung entlang der Hochachse Z nur eine geringe Bauhöhe bieten, besonders von Vorteil sein. Zudem bleibt die Sichtlinie der Objektive 55‘, 55“ zu den Rändern des einzelnen Kamerabildes genügend steil, sodass optische Fehler wie Verzerrung, Randlichtabfall, Schärfeabfall und dergleichen vernachlässigbar bleiben. Die Beleuchtungsvorrichtung 50 deckt die gesamte Erfassungsbreite 48 ab, die, hier beispielhaft, der lichten Breite 49 des Rahmens 36 entspricht.

In der Figur 11 ist eine weitere Ausführungsform der Ausbereitungsmaschine 1 dargestellt, die den vorbeschriebenen Ausführungsformen weitestgehend entspricht, sodass hinsichtlich der Gemeinsamkeiten auf die obige Beschreibung Bezug genommen wird. Der Unterschied besteht in der Ausgestaltung der Ablenkungsvorrichtung 41 und der Beleuchtungsvorrichtung 50. Der erste Strahlengangabschnitt 43 ist, hier beispielsweise mit einem Winkel von 45 Grad zur Beobachtungsebene E, schräg nach oben gerichtet. Über die Ablenkungsvorrichtung 41 wird der Strahlengang 42 umgelenkt, sodass der zweite Strahlengangabschnitt 44 parallel zur optischen Achse 40 der Kameravorrichtung 38 verläuft. Die Beleuchtungsvorrichtung 50 weist nur das untere Beleuchtungselement 52 auf, dass senkrecht zur Beobachtungsebene E auf den Beobachtungsbereich 39 gerichtet ist, um störende Lichtreflexe auf dem transparenten Trennelement 32, die sich im Bild der Kameravorrichtung 38, respektive in den Bilddaten wiederfinden würden, auszuschließen. Der Einfall- bzw. Ausfallwinkel am Spiegel der Ablenkungsvorrichtung 41 ist somit jeweils größer als 45 Grad und kann, wie hier beispielhaft gezeigt, 67,5 Grad betragen. Dadurch kann die Ablenkungsvorrichtung 41 sowie die Kameravorrichtung 38 näher an das Trennelement 32 angeordnet sein, sodass die Öffnungsverschlussvorrichtung 31 flacher bauend ausgestaltet sein kann.

Am Beispiel der in der Figur 10 gezeigten Ausführungsform ist verdeutlicht, dass die Kameravorrichtung 38 grundsätzlich auch im Innenraum 37 weit oben angeordnet sein kann. Die Kameravorrichtung 38 ist, hier, zwischen dem Trennelement 32 und der Auswerteeinheit 57 angeordnet. Durch diese Verschachtelung ist der Abstand der Kameravorrichtung 38 zur Ablenkungsvorrichtung 41 vergrößert, wodurch die Erfassungsbreite 48 vergrößert wird. Es versteht sich, dass alle in den Ausführungsformen gezeigten Einzelmerkmale untereinander übertragbar sind und umgekehrt. Lediglich exemplarisch hierfür wird hervorgehoben, dass die Kameravorrichtung 38 auch bei den in den Figuren 1 bis 8 gezeigten Ausführungsformen mit der Auswerteeinheit 57 in der verschachtelten Anordnung positioniert sein kann, um die Kameravorrichtung 38 so weit wie möglich nach oben zu verlagern; oder dass die Öffnungsverschlussvorrichtung 31 als starres Fenster oder als schwenkbares Fenster gestaltet sein; etc.

In der Figur 12 ist eine Aufbereitungsmaschine 100 gemäß einer weiteren Ausführungsform gezeigt, die als Mischer ausgebildet ist und mehrere der Inspektionseinrichtungen 30 aufweist. Die Inspektionseinrichtungen 30 können, wie in den Figuren 1 bis 5 und 9 bis 1 1 gezeigt, gestaltet sein, sodass hinsichtlich der Gemeinsamkeiten auf die obige Beschreibung Bezug genommen wird. Dabei sind gleiche bzw. abgewandelte Einzelheiten mit den gleichen Bezugszeichen versehen. In der Figur 12 ist zur Verdeutlichung der Ausrichtung der Aufbereitungsmaschine 100 im Raum eine Längsrichtung X, eine Querrichtung Y und eine Hochrichtung Z eingezeichnet, die im Sinne eines der Aufbereitungsmaschine 100 zugeordneten kartesischen Koordinatensystems definiert und durch entsprechende Pfeile angegeben sind. Begriffe wie „unten“, „unterhalb“, „oben“ oder „oberhalb“ stellen dabei räumliche Angaben in Bezug auf Hochrichtung Z dar. Die Aufbereitungsmaschine 100 kann auf einem ortsfesten Boden aufgestellt sein, der in einer von der Längsrichtung X und der Querrichtung Y aufgespannten horizontalen Ebene liegt.

Die Aufbereitungsmaschine 100 weist in einer Reihe hintereinander mehrere, hier beispielhaft, zehn Füllschächte 2 auf. Die Füllschächte 2 sind an einen oberhalb der Füllschächte 2 verlaufenden Kanal 101 angeschlossen, der eingangsseitig über den Einlass 4 an eine vorgeschaltete Spinnereivorbereitungsmaschine (nicht gezeigt) angeschlossen ist. Das üblicherweise in Flockenform bereitgestellte Fasermaterial 3 wird über den Einlass 4 und den Kanal 101 in die Füllschächte 2 pneumatisch eingebracht. Zwischen dem Kanal 101 und den einzelnen Füllschächten 2 können in an sich bekannter Weise Steuerorgane (nicht gezeigt) vorgesehen sein, um die Befüllung der einzelnen Füllschächte 2 steuern zu können. In an sich bekannter Weise kann im unteren Teil 8 des jeweiligen Füllschachts 2 ein Walzeneinzug und eine Öff- nungswalze angeordnet sein, wie in den Figuren 1 und 2 mit den Bezugszeichen 9 und 14 gezeigt. Weiterhin kann unterhalb der Füllschächte 2 ein gemeinsamer Mischkanal angeordnet sein, aus dem das darin abgelagerte Fasermaterial in der Transportrichtung T über ein Rohrleitungssystem an eine nachfolgende Aufbereitungsmaschine, beispielsweise der in den Figuren 1 und 2 gezeigte Reiniger 1 , abtransportiert wird.

In einer vorderseitigen Gehäusewand 34 der Aufbereitungsmaschine 100 sind je Füllschacht 2 Inspektionseinrichtungen 30 in den Gehäuseöffnungen eingesetzt. Möglich ist aber auch, dass die Aufbereitungsmaschine 100 insgesamt nur eine der Inspektionseinrichtungen 30 aufweist oder nur eine Teilmenge der Füllschächte 2 mit einer der Inspektionseinrichtungen 30 überwacht wird. Die im Betrieb erfassten Bilder werden mittels der Auswerteeinheiten 57 und gegebenenfalls zumindest einer übergeordneten Auswerteeinheit 60 ausgewertet. Die Ausgabewerte können zusammengefasst und Mittelwerte gebildet werden, um ein repräsentativeres Ergebnis zu erhalten. Das parallele Inspizieren mit den mehreren Inspektionseinrichtungen 30 kann in kürzerer Meßzeit statistisch genauere Daten über die Rohstoffqualität, insbesondere den Fremdkörpergehalt liefern. Darüber hinaus können auch an einer Rückwand der Aufbereitungsmaschine 100 weitere Inspektionseinrichtungen 30 angeordnet sein, wie an der in der Figur 12 gezeigten Vorderseite. Je mehr Inspektionseinrichtungen 30 vorgesehen sind, desto kürzere Messzeiten sind erreichbar. Beispielweise können je Füllschacht 2 zwei der Inspektionseinrichtungen 30, eine davon an der Vorderseite und eine davon an der Rückseite, vorgesehen sein, sodass der, hier beispielhaft, mit zehn Füllschächten 2 gezeigte Mischer 100 zum Beispiel zwanzig der Inspektionseinrichtungen 30 aufweisen kann.

Durch Zusammenfassung der, hier zwanzig, Einzelergebnisse kann die Auswertezeit deutlich reduziert werden. Eine zentrale Steuereinheit oder eines der Auswerteeinheiten, insbesondere die übergeordnete Auswerteeinheit 60, kann das Zusammenfassen der Ausgabewerte und die Übertragung an eine Steuereinheit übernehmen. Die Steuereinheit kann der nachgeschalteten Spinnereivorbereitungsmaschine, insbesondere dem Reiniger 1 zugeordnet sein, der basierend auf den im Mischer 100 erfassten Fremdkörpergehalt, eine automatische Veränderung von Einstellungen an die Abfallausscheidung beeinflussende Maschinenelemente, beispielsweise die Veränderung der Position der Reinigungselemente 15, 16 vornehmen kann.

In der Figur 13 ist eine noch weitere Ausführungsform der Inspektionseinrichtung 30 dargestellt, die den vorbeschriebenen Inspektionseinrichtung 30 weitestgehend entspricht, sodass hinsichtlich der Gemeinsamkeiten auf die obige Beschreibung Bezug genommen wird. Der Unterschied besteht darin, dass die Kameravorrichtung 38 bzw. deren optische Achse 40 direkt auf den Beobachtungsbereich 39 ausgerichtet ist, sodass bei dieser Ausführungsform keine den Strahlengang 42 umlenkende Vorrichtung, wie die Ablenkungsvorrichtung 41 , vorgesehen ist. Die optische Achse 40 der Kameravorrichtung 38 kann den Beobachtungsbereich 39 bzw. die Beobachtungsebene E vorzugsweise mit einem Winkel zu einer senkrecht zur Beobachtungsebene E verlaufenden Achse in einem Bereich von plus 60 Grad bis minus 60 Grad schneiden.

Bezugszeichen

1 Aufbereitungsmaschine 41 Ablenkungsvornchtung

2 Füllschacht 42 Strahlengang

3 Fasermaterial 43 Strahlengangabschnitt

4 Einlass 44 Strahlengangabschnitt

5 oberer Teil 45 oberer Abschnitt

6 Entstaubungsvorrichtung 46 unterer Abschnitt

7 Abluftleitung 47 Oberfläche

8 unterer Teil 48 Erfassungsbreite

9 Walzeneinzug 49 Lichte Breite

10 Zuführwalze 50 Beleuchtungsvorrichtung

11 Zuführwalze 51 Beleuchtungselement

12 Einzugswalze 52 Beleuchtungselement

13 Einzugswalze 53 Lichtquelle

14 Öffnungswalze 54 Kamera

15 Reinigungselement 55 Objektiv

16 Reinigungselement 56 Datenleitung

17 Spitzenkreis 57 Auswerteeinheit

18 Garnitur 58 Gehäusewand

19 Absaughaube 59 Sichtabschnitt

20 Absaughaube 60 Auswerteeinheit

21 Abfallstrang 61 Gelenkmittel

22 Abfallsensoreinrichtung 62 Verriegelungsmittel

23 Sensor 63 Richtung

24 Sensor 65 Start

25 Abfallkanal 70 Schritt

26 Gehäuse 71..76 Teilschritt

27 Gehäuseöffnung 77 Ende

28 Lichtschranke 80, 85, 90 Schritt

29 Drucksensor 91 Start

30 Inspektionseinrichtung 92 Optimierungslauf

31 Öffnungsverschlussvorrichtung 93..95 Teilschritt

32 Trennelement 96 Ende

33 Deckelelement 100 Aufbereitungsmaschine

34 Gehäusewand 101 Kanal

35 Außenseite

36 Rahmen A Richtung

37 Innenraum E Beobachtungsebene

38 Kameravorrichtung F Füllstand

39 Beobachtungsbereich T Transportrichtung

40 optische Achse X, Y, Z Längs-, Quer-, Hochrichtung

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Erkennen von Fremdkörpern in Fasermaterial (3), das in einem Füllschacht (2) einer Aufbereitungsmaschine (1 ; 100), insbesondere Spinnereivorbereitungsmaschine, aufgenommen ist, wobei die Aufbereitungsmaschine (1 ; 100) ein Gehäuse (26) mit einer Gehäuseöffnung (27), über die der Füllschacht (2) von außen einsehbar ist, und eine die Gehäuseöffnung (27) verschließende Inspektionseinrichtung (30), die ein Trennelement (32) mit einem durchsichtigen Beobachtungsbereich (39) und zumindest eine durch den Beobachtungsbereich (39) in den Füllschacht (2) blickende Kamera (54) umfasst, aufweist und wobei das Verfahren die folgenden sich wiederholenden Schritte umfasst: Aufnehmen (72) von Bildern des am Beobachtungsbereich (39) vorbeiziehenden Fasermaterials (3) mittels der zumindest einen Kamera (54);

Auswerten (73) der aufgenommenen Bilder durch zumindest eine Auswerteeinheit (57), die an die zumindest eine Kamera (54) angeschlossen und zur Bestimmung eines Fremdkörpergehalts des Fasermaterials (3) konfiguriert ist und den Fremdkörpergehalt als Ausgabewert bereitstellt;

Vergleichen (85) des Ausgabewerts mit einem vorgegebenen und/oder vorherigen Ausgangswert;

Durchführen eines Optimierungslaufs (92), bei dem eine Stellung oder Drehgeschwindigkeit zumindest eines Reinigungselements (15, 16) zum Abscheiden von Abfallmaterial aus dem Fasermaterial (3) automatisch verändert wird, wenn der Ausgabewert von dem Ausgangswert abweicht, wobei mittels einer Abfallsensoreinrichtung (22) eine aktuelle Abfallzusammensetzung des ausgeschiedenen, Fremdkörper und Gutfasern umfassenden Abfallmaterials in einem dem zumindest einen Reinigungselement (15, 16) nachgeschalteten Abfallstrang (21) mittels zumindest eines optischen Sensors (23, 24) bestimmt wird (80).

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren insbesondere vor dem Durchführen des Optimierungslaufs weiterhin zumindest einen der folgenden Schritte umfasst:

Bestimmen (80) der aktuellen Abfallzusammensetzung durch die zumindest eine Abfallsensoreinrichtung (22), wenn der Ausgabewert von dem vorgegebenen und/oder vorherigen Ausgangswert abweicht;

Vergleichen (85) der aktuellen Abfallzusammensetzung mit einem vorgegebenen und/oder vorherigen Abfallwert.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Optimierungslaufs (92) durchgeführt wird, wenn der Ausgabewert von dem vorgegebenen und/oder vorherigen Ausgangswert und wenn die aktuelle Abfallzusammensetzung von dem vorgegebenen und/oder vorherigen Abfallwert abweichen. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Trennelement (32) ein Deckelelement (33) angeordnet ist, wobei zwischen dem Trennelement (32) und dem Deckelelement (33) ein Innenraum (37) gebildet ist, in dem die zumindest eine Kamera (54) angeordnet ist. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Kamera (54) derart angeordnet und ausgerichtet ist, dass eine optische Achse (40) der zumindest einen Kamera (54) zumindest im Wesentlichen parallel zur Beobachtungsebene (E) ausgerichtet ist, und dass im Innenraum (37) der Öffnungsverschlussvorrichtung (31) eine Ablenkungsvorrichtung (41), die einen vom Beobachtungsbereich (39) ausgehenden Strahlengang (42) hin zur zumindest einen Kamera (54) umlenkt, angeordnet ist. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Kamera (54) auf den Beobachtungsbereich (39) ausgerichtet ist. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Staudruck im Füllschacht (2) gemessen wird, wobei mit Hilfe des gemessenen Staudruckes der von der zumindest einen Auswerteeinheit (57) bereitgestellte Ausgabewert auf eine vom Staudruck unabhängige Kenngröße korrigiert wird (75). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Inspektionseinrichtung (30) nachgerüstet wird, indem die Inspektionseinrichtung (30) in eine bereits vorhandene Gehäuseöffnung (27) der Aufbereitungsmaschine (1 ; 100), über die der Füllschacht (2) von außen einsehbar ist, eingesetzt wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufbereitungsmaschine (1 ; 100) mehrere der Gehäuseöffnungen (27) aufweist, wobei in zumindest einer Teilmenge der Gehäuseöffnungen (27) jeweils eine der Inspektionseinrichtungen (30) eingesetzt ist. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dosiervorrichtung (9) in einem unteren Teil (8) des Füllschachts (2) angeordnet und konfiguriert ist, das Fasermaterial dosiert aus dem Füllschacht (2) zu entnehmen.