EP0835695B1 - Flat screen for agricultural crop in lumps - Google Patents
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- EP0835695B1 EP0835695B1 EP97117230A EP97117230A EP0835695B1 EP 0835695 B1 EP0835695 B1 EP 0835695B1 EP 97117230 A EP97117230 A EP 97117230A EP 97117230 A EP97117230 A EP 97117230A EP 0835695 B1 EP0835695 B1 EP 0835695B1
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- drive
- sieve
- wheel
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
- B07B—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
- B07B1/00—Sieving, screening, sifting, or sorting solid materials using networks, gratings, grids, or the like
- B07B1/42—Drive mechanisms, regulating or controlling devices, or balancing devices, specially adapted for screens
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
- B07B—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
- B07B1/00—Sieving, screening, sifting, or sorting solid materials using networks, gratings, grids, or the like
- B07B1/28—Moving screens not otherwise provided for, e.g. swinging, reciprocating, rocking, tilting or wobbling screens
Definitions
- the invention relates to a flat screen sorter for chunky agricultural Crops for sorting these crops, especially potatoes, Vegetables and fruit.
- the sieves are in sieve boxes that are guided in handlebars assembled.
- These sorters have gear technology as the drive form Crank gear or a cam gear. While over a crank gear driven screens due to the low ratio crank length / handlebar length an approximately sinusoidal sieve movement is generated when driving a deviating screen movement possible via a cam mechanism.
- the invention has for its object a flat screen sorter for gentle movement of the sieve with low sorting errors and high throughput for the flat screen sorting of lumpy agricultural crops, especially of potatoes, vegetables and fruit to develop with the Flat screen sort the mechanical damage to the screened material significantly reduced and sieve errors are reduced and the effective working width related throughput is increased.
- the object is achieved by a flat screen sorter with a specially designed drive for the screens.
- the drive takes place and the movement of the sieves over crankshafts, each of which is driven by an output gear be driven, which as a decentrally mounted on the crankshaft Is executed disc and each via a form-fitting envelope element with a drive wheel arranged decentrally or centrally on a drive shaft and if necessary with another decentralized also on a crankshaft
- the driven driven wheel is connected and the envelope element is a spring-loaded tensioning wheel assigned.
- the sieve boxes 2 mounted in the handlebars 3 are articulated with the sieves 1 via the coupling rods 4 to the crankshafts 5.
- a driven wheel 6 is arranged, which is designed as a decentrally mounted disc.
- Two driven wheels 6 each are driven by a drive wheel 8 arranged decentrally or centrally on a drive shaft 7 via a form-fitting envelope element 9.
- a sprung tensioning wheel 10 is arranged in each run between the two driven wheels 6 in order to ensure constant tightening of the form-fitting envelope element 9.
- the phase position of the two sieve boxes 2 driven by a form-fitting enveloping element 9 can be predetermined as desired, but in the sense of limiting the inertial forces acting on the machine frame have a difference of 60 ... 300 ° and in terms of of the spring travel should be optimized, the decentralized arrangement of the drive wheel 8 on the drive shaft 7, the phase position of the two sieve movements realized by a form-fitting enveloping element 9 is predetermined by the geometry of the enveloping drive.
- each of the 4 sieve boxes 2 changed from one another, by 60 ... 120 ° or a multiple thereof Has phase. This is the prerequisite for limiting the inertial forces acting on the machine frame and thus ensuring that the machine stands securely on the surface.
- the drive wheel 8 of the drive shaft 7 and the two driven wheels 6 of the crankshafts 5 are brought into the position in which the least deflection of the spring-loaded tensioning wheel 10 is achieved.
- the sieve movement Due to the uneven transmission ratio, the sieve movement has an uneven vibration curve, which includes a short-term area of intensive sieve acceleration during the upward stroke and a long-lasting area of less intensive sieve acceleration, the so-called rest phase, during the downward stroke.
- the high positive and negative accelerations make it possible to dissolve the pile and align the individual tubers above the sorting openings when the inertia of the material to be sorted is used.
- the pronounced resting phase ensures that the tubers pass quickly through the sorting openings with low impact loads.
- the tubers are thus transported via the sieve 1 primarily through the sieve kinematics and less through good replenishment. This leads to a short dwell time of the tubers on the sieve 1 and thus to a lower mechanical product stress.
- In the stripping area there are high screening speeds between 0.60 and 0.75 m / s.
- While a decentralized arrangement of the drive wheel 8 must ensure the same diameter of the drive 8 and driven wheel 6 to ensure the waveform, this is not necessary if the drive wheel 8 is arranged centrally. It is expedient to design the input 8 and output gears 6 uniformly with the same diameter and the same decentralized tapered bore for the transmission of the high alternating torques.
- the spring restoring force of the tensioning wheel 10 is to be matched to the kinematic requirements, on the one hand to ensure a constant tightening of the enveloping element 9 and thus the transmission of the required torques and on the other hand to limit the peak values with regard to the drive torque and the tensile force in the enveloping element 9. Timing belts come into consideration as covering elements 9.
- the spring-loaded tensioning wheel 10 prevents overstretching of the enveloping element 9 as a result of manufacturing and assembly inaccuracies.
Landscapes
- Combined Means For Separation Of Solids (AREA)
- Apparatuses For Bulk Treatment Of Fruits And Vegetables And Apparatuses For Preparing Feeds (AREA)
- Harvesting Machines For Root Crops (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft einen Flachsiebsortierer für stückige landwirdschaftliche Erntegüter zur Größensortierung dieser Erntegüter, insbesondere von Kartoffeln, Gemüse und Obst.The invention relates to a flat screen sorter for chunky agricultural Crops for sorting these crops, especially potatoes, Vegetables and fruit.
Bekannt sind Einrichtungen, bei denen eine Größensortierung mittels in der vertikalen Ebene hin und her bewegter Siebe, die horizontal oder geringfügig in Förderrichtung geneigt hintereinander, untereinander oder treppenförmig angeordnet sind, erfolgt. Die Siebe sind in Siebkästen, die in Lenkern geführt sind, montiert. Diese Sortierer weisen als Antriebsform getriebetechnisch ein Kurbelgetriebe oder ein Kurvengetriebe auf. Während über ein Kurbelgetriebe angetriebene Siebe auf Grund des geringen Verhältnisses Kurbellänge/Lenkerlänge eine näherungsweise sinusförmige Siebbewegung erzeugt wird, ist beim Antrieb über ein Kurvengetriebe eine davon abweichende Siebbewegung möglich.Facilities are known in which a size sorting by means of vertical plane reciprocating screens that are horizontal or slightly in Direction of conveyance inclined one behind the other, one below the other or stair-shaped are arranged. The sieves are in sieve boxes that are guided in handlebars assembled. These sorters have gear technology as the drive form Crank gear or a cam gear. While over a crank gear driven screens due to the low ratio crank length / handlebar length an approximately sinusoidal sieve movement is generated when driving a deviating screen movement possible via a cam mechanism.
Nachteile dieser Einrichtungen sind die hohen Gutbeanspruchungen und der auf die wirksame Arbeitsbreite bezogene geringe Durchsatz sowie die hohen Fertigungskosten und die geringe Standzeit des Kurvengetriebes.Disadvantages of these facilities are the high demands on the goods and the effective working width related low throughput as well as the high manufacturing costs and the short service life of the cam mechanism.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Flachsiebsortierer für eine gutschonende Siebbewegung bei geringem Sortierfehler und hohem Durchsatz für die Flachsiebsortierung von stückigen landwirtschaftlichen Erntegütern, insbesondere von Kartoffeln, Gemüse und Obst zu entwickeln, mit dem beim Flachsiebsortieren die mechanischen Beschädigungen des Siebgutes wesentlich verringert und Siebfehler reduziert werden und der auf die wirksame Arbeitsbreite bezogene Durchsatz erhöht wird.The invention has for its object a flat screen sorter for gentle movement of the sieve with low sorting errors and high throughput for the flat screen sorting of lumpy agricultural crops, especially of potatoes, vegetables and fruit to develop with the Flat screen sort the mechanical damage to the screened material significantly reduced and sieve errors are reduced and the effective working width related throughput is increased.
Gelöst wird die Aufgabe nach den Merkmalen des Patentanspruches.The problem is solved according to the features of the claim.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Flachsiebsortierer mit einem besonders ausgestalteten Antrieb für die Siebe realisiert. Dabei erfolgt der Antrieb und die Bewegung der Siebe über Kurbelwellen, welche je von einem Abtriebsrad angetrieben werden, welches als eine auf der Kurbelwelle dezentral gelagerte Scheibe ausgeführt ist und jeweils über ein formschlüssiges Hüllelement mit einem dezentral oder zentral auf einer Antriebswelle angeordneten Antriebsrad und gegebenenfalls mit einem weiteren gleichfalls auf einer Kurbelwelle dezentral gelagerten Abtriebsrad verbunden ist und dem Hüllelement ein gefedertes Spannrad zugeordnet ist.The object is achieved by a flat screen sorter with a specially designed drive for the screens. The drive takes place and the movement of the sieves over crankshafts, each of which is driven by an output gear be driven, which as a decentrally mounted on the crankshaft Is executed disc and each via a form-fitting envelope element with a drive wheel arranged decentrally or centrally on a drive shaft and if necessary with another decentralized also on a crankshaft The driven driven wheel is connected and the envelope element is a spring-loaded tensioning wheel assigned.
Eine andere Möglichkeit, einen Antrieb für einen Flachsiebsortierer so aus zugestalten, dass die Leistung erhöht wird, ist in DE-B-2 345 163 offenbart.Another way to drive a flat screen sorter like this to design that the power is increased is disclosed in DE-B-2 345 163.
Mit nachfolgendem Ausführungsbeispiel soll die Erfindung näher erläutert werden. In der dazugehörigen Zeichnung ist der Antrieb von vier Siebkästen über dezentral auf den Kurbelwellen angeordneten Antriebsrädern dargestellt.The invention will be explained in more detail with the following exemplary embodiment. In the accompanying drawing, the drive of four sieve boxes is decentralized shown drive wheels arranged on the crankshafts.
Nach der Zeichnung sind die in Lenkern 3 gelagerten Siebkästen 2 mit den Sieben 1
über die Koppelstangen 4 gelenkig mit den Kurbelwellen 5 verbunden. Auf den
Kurbelwellen 5 sind je ein Abtriebsrad 6 angeordnet, das als dezentral gelagerte
Scheibe ausgeführt ist. Je zwei Abtriebsräder 6 werden von einem auf einer
Antriebswelle 7 dezentral oder zentral angeordneten Antriebsrad 8 über ein
formschlüssiges Hüllelement 9 angetrieben. Jeweils im Trum zwischen den beiden
Abtriebsrädern 6 ist ein gefedertes Spannrad 10 angeordnet, um eine stetige
Straffung des formschlüssigen Hüllelementes 9 zu gewährleisten.
Zwischen der Kurbelwelle 5 und dem entsprechenden Abtriebsrad 6 liegt ein
bestimmter Verdrehwinkel vor, der von der Anordnung des Hülltriebes sowie von der
Drehrichtung und der Schwingungsrichtung des Siebes 1 abhängt. Er ist so zu
wählen, daß bei maximaler Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle 5 die maximale
Siebgeschwindigkeit während des Aufwärtshubes in der Mittelstellung des
Siebkastens 2 erreicht wird.
Während bei einem zentral auf der Antriebswelle 7 angeordneten Antriebsrad 8 die
Phasenlage der beiden durch ein formschlüssiges Hüllelement 9 angetriebenen
Siebkästen 2 beliebig vorgebbar ist, aber im Sinne der Begrenzung der auf den
Maschinenrahmen wirkenden Massenkräfte eine Differenz von 60...300° haben und
hinsichtlich des Federweges optimiert werden sollte, ist bei dezentraler Anordnung
des Antriebsrades 8 auf der Antriebswelle 7 die Phasenlage der beiden durch ein
formschlüssiges Hüllelement 9 realisierten Siebbewegungen durch die Geometrie
des Hülltriebes vorgegeben.
Durch Aufrechterhaltung eines bestimmten Phasenversatzes beider Hülltriebe
untereinander, der durch winkelversetzte Anordnung beider Antriebsräder 8 auf der
Antriebswelle 7 realisierbar ist, wird gewährleistet, daß jeder der 4 Siebkästen 2
zueinander eine andere, um 60...120° bzw. um ein Mehrfaches davon veränderte
Phasenlage hat. Dies ist die Voraussetzung, um die auf den Maschinenrahmen
wirkenden Massenkräfte zu begrenzen und somit einen sicheren Stand der
Maschine auf der Unterlage zu gewährleisten.
Zum Auflegen des formschlüssigen Hüllelementes 9 werden das Antriebsrad 8 der
Antriebswelle 7 und die beiden Abtriebsräder 6 der Kurbelwellen 5 in die Position
gebracht, in der die geringste Auslenkung des gefederten Spannrades 10 erreicht
wird. Anschließend werden durch Verdrehen der Antriebswelle 7 das zweite
Antriebsrad 8 und die beiden übrigen Abtriebsräder 6 des zweiten Hülltriebes in die
zum günstigen Auflegen des Hüllelementes 9 zweckmäßige Position gebracht.
Zum Abbau der hohen Drehmomentspitzen ist auf der Antriebswelle 7 eine
Schwungscheibe anzuordnen.
Der Antrieb eines Siebkastens 2 über je ein formschlüssiges Hüllelement 9, ein
Antriebsrad 8 und ein gefedertes Spannrad 10 ist ebenfalls möglich, erfordert aber
einen höheren technischen Aufwand. Bei Maschinen mit gerader Anzahl von
Siebkästen 2 ist dann die doppelte Anzahl der Hüllelemente 9, Spannräder 10 und
Federn notwendig. Deshalb sollte dieser Einzelantrieb auf Sortierer mit nur einem
Siebkasten 2 bzw. auf lediglich einen Siebkasten 2 bei Sortierern mit ungerader
Anzahl von Siebkästen 2 begrenzt bleiben.
Die Siebbewegung weist auf Grund des ungleichmäßigen Übersetzungsverhältnisses
eine ungleichmäßige Schwingkurve auf, die einen kurzzeitig wirkenden
Bereich intensiver Siebbeschleunigungen während des Aufwärtshubes und einen
langandauernden Bereich wenig intensiver Siebbeschleunigungen, die sog.
Ruhephase, während des Abwärtshubes beinhaltet.
Die hohen positiven und negativen Beschleunigungen ermöglichen bei Ausnutzung
der Trägheit des Sortiergutes ein Auflösen des Haufwerkes und ein Ausrichten der
Einzelknollen über den Sortieröffnungen.
Die ausgeprägte Ruhephase gewährleistet einen zügigen Durchgang der Knollen
durch die Sortieröffnungen bei geringer Stoßbelastung.
Im Bereich zunehmender der Gutförderrichtung entgegengesetzter Siebbeschleunigung,
in dem das Ablösen der Knolle vom Sieb 1 erfolgt, liegt eine hohe Sieb- und
damit Knollengeschwindigkeit vor, die das "Weiterrollen" der Knolle von einer zur
nächsten Siebmasche bewirkt. Damit erfolgt der Transport der Knollen über das
Sieb 1 vorwiegend durch die Siebkinematik und weniger durch Gutnachschub. Dies
führt zu einer geringen Verweilzeit der Knollen auf dem Sieb 1 und damit zu einer
geringen mechanischen Produktbeanspruchung.
Bei einem Siebhub von 40 mm, einer Frequenz von 3 Hz und einer
Übersetzungsänderung zwischen der Kurbelwelle 5 und der Antriebswelle 7 von
imax/imin = 4 werden Beschleunigungsmaxima von ± 20 m/s2 und eine Dauer der
Ruhephase mit absoluten Beschleunigungen < 2,5 m/s2 von ca. 140 ms erreicht. Im
Ablösebereich sind hohe Siebgeschwindigkeiten zwischen 0,60 und 0,75 m/s
vorhanden.
Während bei dezentraler Anordnung des Antriebsrades 8 zur Gewährleistung der
Schwingungsform ein gleicher Durchmesser des An- 8 und Abtriebsrades 6
vorliegen muß, ist dies bei zentraler Anordnung des Antriebsrades 8 nicht
erforderlich.
Zweckmäßig ist, An- 8 und Abtriebsräder 6 einheitlich mit gleichem Durchmesser
und gleicher dezentraler Kegelbohrung zur Übertragung der hohen wechselnden
Drehmomente zu gestalten. Die Federrückstellkraft des Spannrades 10 ist auf die
kinematischen Erfordernisse abzustimmen, um einerseits eine stetige Straffung des
Hüllelementes 9 und damit die Übertragung der geforderten Drehmomente zu
gewährleisten und andererseits die Spitzenwerte hinsichtlich des Antriebsdrehmomentes
und der Zugkraft im Hüllelement 9 zu begrenzen. Als Hüllelemente 9
kommen Zahnriemen in Frage. Sie laufen verschleiß- und wartungsarm auch unter
staubigen Bedingungen, haben keine bleibende Dehnung und sind infolge ihrer
geringen Masse besonders vorteilhaft. Durch das gefederte Spannrad 10 wird einer
Überdehnung des Hüllelementes 9 infolge von Fertigungs- und Montageungenauigkeiten
vorgebeugt.According to the drawing, the
Between the crankshaft 5 and the corresponding driven wheel 6 there is a certain angle of rotation, which depends on the arrangement of the enveloping drive and on the direction of rotation and the direction of vibration of the screen 1. It should be selected so that at the maximum angular velocity of the crankshaft 5 the maximum sieving speed is reached during the upward stroke in the middle position of the
While in the case of a drive wheel 8 arranged centrally on the drive shaft 7, the phase position of the two
By maintaining a certain phase offset between the two enveloping drives, which can be realized by angularly offset arrangement of the two drive wheels 8 on the drive shaft 7, it is ensured that each of the 4
To place the form-fitting envelope element 9, the drive wheel 8 of the drive shaft 7 and the two driven wheels 6 of the crankshafts 5 are brought into the position in which the least deflection of the spring-loaded
A flywheel is to be arranged on the drive shaft 7 in order to reduce the high torque peaks.
The drive of a
Due to the uneven transmission ratio, the sieve movement has an uneven vibration curve, which includes a short-term area of intensive sieve acceleration during the upward stroke and a long-lasting area of less intensive sieve acceleration, the so-called rest phase, during the downward stroke.
The high positive and negative accelerations make it possible to dissolve the pile and align the individual tubers above the sorting openings when the inertia of the material to be sorted is used.
The pronounced resting phase ensures that the tubers pass quickly through the sorting openings with low impact loads.
In the area of increasing sieve acceleration opposite to the material conveying direction, in which the tuber is detached from the sieve 1, there is a high sieving speed and thus tuber speed, which causes the tuber to "roll on" from one sieving mesh to the next. The tubers are thus transported via the sieve 1 primarily through the sieve kinematics and less through good replenishment. This leads to a short dwell time of the tubers on the sieve 1 and thus to a lower mechanical product stress.
With a sieve stroke of 40 mm, a frequency of 3 Hz and a change in ratio between the crankshaft 5 and the drive shaft 7 of i max / i min = 4, acceleration maxima of ± 20 m / s 2 and a duration of the rest phase with absolute accelerations <2 , 5 m / s 2 of approx. 140 ms reached. In the stripping area there are high screening speeds between 0.60 and 0.75 m / s.
While a decentralized arrangement of the drive wheel 8 must ensure the same diameter of the drive 8 and driven wheel 6 to ensure the waveform, this is not necessary if the drive wheel 8 is arranged centrally.
It is expedient to design the input 8 and output gears 6 uniformly with the same diameter and the same decentralized tapered bore for the transmission of the high alternating torques. The spring restoring force of the
Claims (1)
- Flat screen sorting machine for harvested agricultural goods, especially potatoes, vegetables, and fruit, consisting of several swinging sieves which are positioned in sorting trays and supported on guide frames, featuring a motor equipped with a cam or crank gear, characterised by the fact that
the crankshafts (5) of the sieving trays (2) supported on guide frames (3) are each driven by a driven gear (6) which is designed as a wheel in a decentralised position on the crankshaft (5) and is connected via a positive-locking enveloping element (9) with a drive wheel (8) which is mounted in a decentralised or central position on the drive shaft (7) and - if necessary - with another driven gear (6) which is also mounted on a crankshaft (5) in a decentralised position, and that a spring-mounted idler (10) is allocated to the enveloping element (9).
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