DE19641449A1 - Flachsiebsortierer für stückige landwirtschaftliche Erntegüter - Google Patents
Flachsiebsortierer für stückige landwirtschaftliche ErntegüterInfo
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- Combined Means For Separation Of Solids (AREA)
- Harvesting Machines For Root Crops (AREA)
- Apparatuses For Bulk Treatment Of Fruits And Vegetables And Apparatuses For Preparing Feeds (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft einen Flachsiebsortierer für stückige landwirtschaftliche
Erntegüter zur Größensortierung dieser Erntegüter, insbesondere von Kartoffeln,
Gemüse und Obst.
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.
Nachteile dieser Einrichtungen sind die hohen Gutbeanspruchungen und der auf die
wirksame Arbeitsbreite bezogene geringe Durchsatz sowie die hohen Fertigungs
kosten und die geringe Standzeit des Kurvengetriebes.
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.
Gelöst wird die Aufgabe nach den Merkmalen des Patentanspruches.
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 Antriebsdraht
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.
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.
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 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 Übersetzungs
verhältnisses 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 Siebbeschleu
nigung, 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 Antriebsdreh
momentes 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 Montageungenauig
keiten vorgebeugt.
Claims (1)
- Flachsiebsortierer für stückige landwirtschaftliche Erntegüter, insbesondere für Kartoffeln, Gemüse und Obst, bestehend aus mehreren in Siebkästen gelagerten und auf Lenkern gestützten schwingbaren Sieben, mit als Kurven- oder Kurbelgetriebe ausgerüsteten Antrieben, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurbelwellen (5) der auf Lenkern (3) gestützten Siebkästen (2) von je einem Abtriebsrad (6) angetrieben werden, welches als eine auf der Kurbelwelle (5) dezentral gelagerte Scheibe ausgeführt ist und jeweils über ein formschlüssiges Hüllelement (9) mit einem dezentral oder zentral auf einer Antriebswelle (7) angeordneten Antriebsrad (8) und gegebenenfalls mit einem weiteren gleichfalls auf einer Kurbelwelle (5) dezentral gelagerten Abtriebsrad (6) verbunden und dem Hüllelement (9) ein gefedertes Spannrad (10) zugeordnet ist.
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