DE4406561C1 - Sortierweiche, insbesondere für Obst und Gemüse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Sortierweiche für insbesondere rollend, fallend oder rutschend geförderte Objekte, die über eine Förderbahn, insbesondere eine Rinne, zugeführt werden, die mit mindestens einem Boden- und/oder mindestens einem Wandbereich in Förderrichtung der Objekte an einen Ablenkbereich grenzt, an den stromab mehrere Ablaufbereiche grenzen, wobei an dem Bodenbereich und/oder mindestens einem der Wandbereiche eine, mit einem Antrieb verbundene, Steuerklappe schwenkbar angeordnet ist.

Eine derartige Sortiervorrichtung ist aus dem DE-GM 92 11 817 bekannt. Bei dieser ist eine biegeelastische Wand als Weiche zwischen den ablaufenden Bahnen stehend gehalten, die zulaufseitig mit einem Stellmittel verbunden ist, das jeweils einen Wandanschluß zur einen oder anderen Wandung der Zulaufbahn herstellt. Die biegeelastische Wandung ergibt zusammen mit Seitenwänden im Weichenbereich einen Kanal, der auf das Fördergut eine wenig schonende beidseitige Zwangsführung ausübt.

Weiterhin ist aus der GB-PS 1,338,355 eine starre, klappenartige Weiche bekannt, die zwischen den abführenden Bohnen schwenkbar um eine Vertikalachse gelagert ist und mit einem Stellantrieb verbunden ist und wahlweise in eine durchlaufende Transportbahn eingeschwenkt wird oder seitlich parallel zu dieser ausgeschwenkt gehalten wird.

Bei seriell arbeitendem Obst- oder Gemüsesortierautomaten wird das geprüfte Sortiergut in zwei oder mehrere Kanäle entsprechend den Prüfergebnissen beim Ablaufen oder herabfallen eingesteuert. Für eine derartige Ablenkung von zu sortierenden Objekten wird Druckluft eingesetzt, die über schnelle Ventile geschaltet und durch geeignete Düsen das jeweilig auszusteuernde Objekt anbläst und so aus seiner Bahn ablenkt und von den nicht angeblasenen gerade durchlaufenden Objekten trennt.

Elektronisch-optische Güte-Kontrollsysteme von landwirtschaftlichen Produkten oder dergleichen arbeiten relativ schnell, so daß die Leistungsfähigkeit eines Sortierautomaten im wesentlichen durch die maximal mögliche Taktrate der Aussteuervorrichtung bestimmt wird. Werden Gemüse, Obst, Früchte oder andere druckempfindliche Produkte von derartigen Automaten kontrolliert, so besteht eine wesentliche Forderung nach einer produktschonenden Sortierung. Es dürfen dabei keine hohen spezifischen Stoß Belastungen an den Prüfobjekten bei der schnellen Aussteuerung auftreten. Die bekannten Druckluft- Aussteuerungsvorrichtungen arbeiten sicher und schnell; es sind allerdings hohe Investitionskosten für die Bereitstellung von sauberer Druckluft nötig. Weiter treten laufend hohe Energiekosten für die Drucklufterzeugung auf, und außerdem erzeugen die Druckluftimpulse hohe Geräuschpegel bei ihrem Austritt aus den Steuerdüsen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine wesentlich einfachere, geräuschärmere und energiesparende Sortierweiche zu offenbaren, die mit einer hohen Taktrate (<10/sec) das Sortiergut schonend, d. h. mit niedriger relativer Stoß- Belastung auslenkt.

Die Lösung der Aufgabe besteht darin, die Steuerklappe aus einem Rahmen besteht, der mit einer Bespannung ausgefüllt ist und mit einer Rahmenseite an den zugehörigen Boden- oder Wandbereich angrenzend schwenkbar gelagert ist und der Rahmen U-förmig ausgebildet ist und aus elastischem Material besteht und die U-Basis die schwenkbar gelagerte Rahmenseite ist, die mit dem benachbarten Boden- oder Wandbereich fluchtet oder gegen diesen etwas aus der Förderbahn zurückversetzt ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Steuerklappe besteht vorteilhaft aus einem U-förmig gestalteten Rahmen, der mit Folie und/oder Gewebe bespannt ist und in der Verlängerung seiner Basis koaxial zu dieser durch einen Motor angetrieben wird. Dadurch läßt sich die Steuerklappe in unterschiedliche Stellungen verbringen und lenkt auftreffende Objekte demgemäß in verschieden Richtungen ab, so daß sie nach Sorten getrennt aufgefangen werden können.

Die Rahmenbespannung trägt nur unwesentlich zur Gasamtmasse bei, wodurch sich ein sehr geringes Gesamt- Trägheitsmoment der Steuer-Klappe ergibt. Bei einem vorgegebenem Motor-Drehmoment läßt sich dadurch eine hohe Beschleunigung und somit eine kurze Steuerklappen- Umschaltzeit erzielen.

Beim Aufprall des Sortiergutes auf die Steuerklappe wirkt deren gabelförmiger Rahmen mit der Bespannung als Feder und Dämpfer, die den Stoß abschwächt und somit zu eine produktschonende Auslenkung erbringt. Als Bespannungsmaterial wird bevorzugt Glasfasergewebe mit einer Tetrafluorethylen-Beschichtung verwandt, wodurch Festigkeit mit Elastizität und Dämpfung günstig kombiniert ist.

In einer bevorzugten Ausführung für runde, rollfähige Objekte ist die Sortierweiche auf einer schiefen Ebene angeordnet, so daß die Objekte, z. B. Kartoffeln, Äpfel, Tomaten o. dgl., in einer Rinne auf die Schwenkklappen zurollen und dort je nach deren Stellung mehr oder weniger seitlich abgelenkt werden. Die Steuerklappe oder eine derselben kann im Boden als Fallklappe angeordnet sein.

In einer Ausführung für Objekte hoher Geschwindigkeit von z. B. 3-3,5 m/s ist eine Weiche mit zwei parallel schwenkbaren Steuerklappen zu beiden Seiten der Rinne ausgebildet, so daß eine Auslenkung nach links oder rechts von der Rollrichtung symmetrisch ausgeführt wird, je nach der jeweiligen Verschwenkung der Steuerklappen. Es ist ein Ablenkwinkel von ca. je 15° vorgesehen, so daß die Objekte nur wenig gebremst werden und über die sich in der Rollrichtung erweiternde schiefen Ebene weiterrollen.

Die beiden Steuerklappen sind mit Elektromotoren geringen Trägheitsmoments unmittelbar verbunden und von diesen angetrieben, wozu die Motoren elektrisch parallel oder in Serie geschaltet sind. Die Endstellungen der Steuer­ klappen werden durch je einen dämpfenden Anschlag bestimmt, gegen die die Motoren, mit einem Haltestrom gespeist, eine Haltekraft erbringen. Auch der Motor wirkt bei einem Aufprall eines Objektes auf die Steuerklappe als Dämpfer, falls durch den Impuls die Haltekraft überschritten wird.

Zum schnellen Schwenken der Steuerklappen wird ein Startstromimpuls einer erhöhten Stromstärke den Motoren für eine Start zeit zugeführt und dann ein umgekehrter Bremsstromimpuls gegeben, so daß die Steuerklappen mit geringer Bremskraft ohne zu prellen auf die Anschläge auftreffen, wonach ein Haltestrom mit etwa 1/4 der Startstromstärke eingeschaltet bleibt. Dabei ergeben sich Umsteuerzeiten der Steuerklappen von 30 ms bei Abmessungen für einen Kartoffelsortierer.

Eine bevorzugte Ausführungsform ist in den Fig. 1 und 2 dargestellte.

Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht der Sortierweiche;

Fig. 2 zeigt eine Aufsicht auf die Sortierweiche senkrecht zur Ablaufebene.

Fig. 1 zeigt in Seitenansicht einer schiefen Ablaufebene (2) mit etwa 20° Neigung, auf der Objekte (10), z. B. Äpfel oder Kartoffeln, herabrollen. Die Objekte (10) kommen von einer elektronischen Erkennungsvorrichtung durch die sie in Güteklassen eingeteilt werden. Die Erkennungs­ vorrichtung gibt demgemäß nach der Objektprüfung vor dem und im Zeitpunkt des Durchlaufens des Ablenkbereiches (AB) ein entsprechendes Steuersignal an den Schwenkmotor (M1).

Im oberen Teil der Förderbahn ist eine Rinne (1) angeordnet, die zwischen zwei Seitenwänden (W1) die Objekte (10) seitlich führen. An die Rinne (1) schließt sich ein Ablenkbereich (AB) an, in dem eine Steuerklappe (ST1) an der Wandung (W1) schwenkbar angeordnet ist, deren Schwenkachse senkrecht zur schiefen Ablaufebene (2) steht. Hinter dem Ablenkbereich ist eine Trennwand (T) angeordnet, die senkrecht auf der Ablaufebene (2) steht und zwei Ablaufbereiche (2A, 2B) seitlich trennt, die dem Ablauf der Objekte (10) der jeweiligen Güteklasse dienen. Die Steuerklappe (ST1) besteht aus einem U-förmigen Rahmen (R1) mit eine Rahmenbespannung (B1) aus einem Gewebe und/oder einer Folie, vorzugsweise einem Glasfasergewebe, die mit einer Polytetrafluorethylenbeschichtung versehen ist. Der Rahmen (R1) besteht beispielsweise aus einem elastischem Stahldraht, der für einen Schwenkrahmen von 100 × 156 mm Abmessung etwa 4 mm Durchmesser hat. Durch die Gabelform hat der Rahmen (R1) eine hohe Elastizität, die eine schonende Behandlung des Sortiergutes erbringt.

Die Basisseite (RB) des U-förmigen Rahmens (R1) liegt in der Schwenkachse der Steuerklappe (ST1) und ist koaxial mit einer Motorachse (MA) eines Motors (M1) verbunden. Der Schwenkmotor (M1) ist ein Gleichstrommotor mit einem Anker, der ein möglichst geringes Trägheitsmoment aufweist, damit eine hohe Verstellgeschwindigkeit der Steuerklappe (ST1) erbracht wird.

Der Motor (M1) ist unter der schiefen Ebenen (2) montiert und ragt unmittelbar mit seiner Motorachse (MA) durch diese, den Rinnenboden (B) hindurch. Die Motorachse (MA) und die Basisrahmenseite (RB), die die Schwenkachse bildet, sind vorzugsweise aus der Flucht mit der Wandung (W1) der Rinne (1) nach außen heraus versetzt, damit das Sortiergut nicht an diesen anstößt, sondern auf die Rahmenbespannung (B1) auftrifft. Auf dem Boden (B) im Ablenkbereich (AB) sind dämpfende Anschläge (3, 4) angeordnet, gegen die die Steuerklappe (ST1) jeweils in ihren beiden Schwenkendstellungen von dem Motor (M1) kraftschlüssig angedrückt wird.

Für eine möglichst schnelle Verschwenkung der Steuerklappe (ST1) wird der Motor (M1) jeweils mit einem Beschleunigungsimpuls von beispielsweise 15 ms Dauer mit einem hohen Beschleunigungsstrom beaufschlagt und dann, wenn die Steuerklappe (ST1) sich nahe dem Anschlag (3, 4) befindet, mit einem Gegenstromimpuls zur Abbremsung von beispielsweise 15 ms beaufschlagt und dann mit beispielsweise einem Viertel des Stromes als Haltestrom weiterhin beaufschlagt. Auf diese Weise erfolgt das Verschwenken praktisch ohne Prellen am Anschlag (3, 4).

Fig. 2 zeigt eine Ansicht der Sortierweiche senkrecht auf die schiefe Ebene (2), wobei hier vorteilhaft zwei Steuerklappen (ST1, ST2) vorgesehen sind. Diese sind jeweils an den Enden der Wandungen (W1, W2) der Rinne (1) schwenkbar angeordnet und werden zwischen den beiden Stellungen parallel verschwenkt, die zum einen durchgezogen und zum anderen gestrichelt dargestellt sind. Die erste Steuerklappe (ST1, ST1*) verschwenkt aus der Richtung der Wandung (W1) heraus um jeweils +/- 15° zwischen den Anschlägen (3, 4), und die zweite Steuerklappe (ST2, ST2*) verschwenkt parallel dazu zwischen den Anschlägen (4, 5). Der Anschlag (4) ist endseitig der Trennwand (T) angeordnet zu beiden Seiten von der sich die Ablaufbereiche (2A, 2B) für die beiden Güteklassen erstrecken.

Die Objekte (10) rollen oder gleiten einzeln hintereinander auf dem Boden (B), der durch die schiefe Ebene (2) gebildet ist, in Richtung der Fallinie in der Rinne (1) auf die jeweils eingeschwenkte Steuerklappe (ST1*, ST2) zu und werden von dieser auf einen der Ablaufbereiche (2A, 2B) ausgelenkt.

Falls die Ablaufbereiche nicht symmetrisch zur Fallinie gelegt sind sondern der eine in Fallrichtung und der andere seitlich dazu, so genügt auch eine einzige Steuerklappe. Andererseits können mit zwei Steuerklappen auch drei verschiedene Stellungen angesteuert werden, so daß, wenn statt der Trennwand (T) zwei entsprechend angeordnet sind, die Objekte (10) entweder in Fallrichtung geradeaus durchgelassen oder nach rechts oder links dazu seitlich ausgelenkt aussortiert werden, wodurch eine dreifache Klassifizierung vorgenommen werden kann. In diesem Fall ist es erforderlich, daß die Motoren (M1, M2) die Steuerklappen (ST1, ST2) definiert in einer Mittelstellung halten können, wozu jeweils ein bekanntes Positionierelement für die Meldung der Mittelstellung im Bereich der Steuerklappen (ST1, ST2) angeordnet wird. Als weitere Sortiermöglichkeit kann eine bodenseitige Steuerklappe oder eine Kaskade von Steuerklappen vorgesehen werden.

Claims (8)

1. Sortierweiche für insbesondere rollend, fallend oder rutschend geförderte Objekte (10), die über eine Förderbahn, insbesondere eine Rinne (1), zugeführt werden, die mit mindestens einem Boden- und/oder mindestens einem Wandbereich (B, W1, W2) in Förderrichtung der Objekte (10) an einen Ablenkbereich (AB) grenzt, an den stromab mehrere Ablaufbereiche (2A, 2B) grenzen, wobei an dem Bodenbereich (B) und/oder mindestens einem der Wandbereiche (W1, W2) eine, mit einem Antrieb (M1, M2) verbundene, Steuerklappe (ST1, ST2) schwenkbar angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerklappe (ST1, ST2) aus einem Rahmen (R1) besteht, der mit einer Bespannung (B1) ausgefüllt ist und mit einer Rahmenseite (RB) an den zugehörigen Boden- oder Wandbereich (B, W1, W2) angrenzend schwenkbar gelagert ist und der Rahmen (R1) U-förmig ausgebildet ist und aus elastischem Material besteht und die U-Basis die schwenkbar gelagerte Rahmenseite (RB) ist, die mit dem benachbarten Boden- oder Wandbereich (B, W1, W2) fluchtet oder gegen diesen etwas aus der Förderbahn zurückversetzt ist.

2. Sortierweiche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die schwenkbar gelagerte Rahmenseite (RB) mit einer Motorachse (MA) des motorischen Antriebes (M1) koaxial verbunden ist, der ein Gleichstrom- Elektromotor mit einem kleinen Trägheitsmoment ist.

3. Sortierweiche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (R1) aus Stahldraht geformt ist.

4. Sortierweiche nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bespannung (B1) des Rahmens (R1) aus Folie und/oder Gewebe besteht.

5. Sortierweiche nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bespannung (B1) aus Glasfasergewebe mit einer Polytetraethylenbeschichtung besteht.

6. Sortierweiche nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (R1, R2) in seinen Schwenkendstellungen gegen dämpfende Endanschläge (3, 4; 4, 5) kraftschlüssig gehalten ist.

7. Sortierweiche nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (M1, M2) jeweils zum Verschwenken mit einem kurzen Beschleunigungs- Stromimpuls und im Laufe des Verschwenkens vor Erreichen der Schwenkendstellung mit einem Brems-Stromimpuls beaufschlagt wird und in der Schwenkendstellung mit einem haltenden Dauerantriebsstrom beaufschlagt ist.

8. Sortierweiche nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an den beiden Wandbereichen (W1, W2) einer U-förmigen Rinne (1), die in der Fallinie einer schiefen Ebene orientiert angeordnet ist, je eine Steuerklappe (ST1, ST2) mit ihren Schwenkachsen senkrecht zur schiefen Ebene (2) angeordnet sind, an denen Elektromotoren (M1, M2) als die Schwenkantriebe befestigt sind, und daß die Steuerklappen (ST1, ST2) jeweils Symmetrisch zur Fallinie einen Anschlag (3, 4; 4, 5) haben und ablaufseitig eine Trennwand (1) mit der Mittellinie der Rinne (R1) fluchtend angeordnet ist, die die auf der schiefen Ebene (2) verlaufenden Ablaufbereiche (2A, 2B) teilt.