DE2201964A1 - Verfahren und Einrichtung zum Aussortieren und Trennen von Kartoffeln bzw. anderen Wurzelpflanzen von Steinen - Google Patents

Description

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COLORADO Si¹Ai₁*; oi:IVi.iii;.LTY iiIJS±,;iiiCti rü, Colorado State -niveiv.i ty, !'ort Collins, County of Larimer, State o.i Colorado (USA;

Verfahren und einrichtung zum Aussortieren und Trennen von Kartoffeln bzv/. anderen Wurzelpflanzen von Steinen

Die Erfindung bezieht sich auf: ein Verfahren und eine .., Zurichtung zum Aussortieren und Trennen von Kar toi fein bzw. anderen Wurzelpflanzen von Steinen, anderen Überbleibseln und Trümmern, üer hier verwendete Ausdruck "Stein" bezieht sich auf ,',Leine, Steinbrocken, Kieselsteine und ändert· Überbleibsel bzw, Trümmer.

Wahrend des BetrU-lns von herkömmlichen ^artui.iclerntemaccninen auf steinigem Boden v/erden Mischungen gewonnen, welche in unerwünschter V/eise Steine und andere Elemente auf v/eisen. Diese Steine und dergleichen gelangen auf die xjahn eines Aussortierförderers, und zwar zusammen mit den Kartoffeln bzw. anderen Wurzelpflanzen.

Zur Lösung dieses Probleme:; und zur wirtschaftlichen uüstaituTi;, des h'rnteVorganges sind bisher zahlreiche Aussorticrtechnj-ken vorsucht worden. So wurden beispielsweise kippbare Förderer und elastische üärider verwendet; auch wurden

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i. lottierungsverfahren angewandt, welche sowohl mit flüssigkeiten als auch mit Lösungen oder mit aufsteigenden Luftstrahlen bzv/. rotierenden Bürsten arbeiten.

Es wurde auch eine andere Aussortiertechnik untersucht und in gewissem umfang auch experimentell durchgeführt. Diese Hethode versprach sowohl eine vollständige Trennung als auch minimale Beschädigung der Knollen, und zwar auf die Weise, dalJ als Mittel zur Unterscheidung zwischen Kartoffeln und Fremdkörpern die relative Absorption und Reflexion der Strahlungsenergie verwendet wurden. Die Unterschiede in der Fähigkeit, Λ-ritvahlen zu übertragen, erwiesen siiA-, alt: ;.:ehr zuverlässige ι.>:.·LU-JUe dei' Trennung und Aussortiorunr der i\artoifeln von Steinen, Klumpen und dergleichen; jedoch waren die erforderliche Energiequelle und der Feststellkreis viel zu teuer- und auch zu gefährlich, um diese Lotung air, praktikabel ansprechen zu können.

Tτι anderen Versuchen und Untersuchungen wurde versucht, zwischen Kartoffeln und Steinen sowie Erdklumpen und Erdschollen zu unterscheiden, v/obei dioce ünterscheidun^smethode auf den Unterschieden zwischen der absoluten Reiiexion des gev;onnenen breiten Spektrums einer t.uelle sichtbai'en Lichtes beruht; es ist aber gefunden worden, daO eine vollständige -Trennung - welche auf diesen Kriterien beruht - in der Praxis nicht verwirklicht v/erden konnte. Das Hauptproblem ergibt sich dabei aus den 1Lclitgefärbten Steinen und Steinbivjcken, v/eiche eine absolute üeilexion ausüben, die etwa derjenigen der Kartoffel entspricht.

Die ermutigensten Resultate beruhten auf einer Methode, bei v/elcher das Verhältnis der Reflexionen zwischen einem Paar ausgewählten Bandbreiten eines breiten Spektrums, welches ursprünglich sichtbares Licht und unsichtbares Licht im Bereich von ultraviolett in der Nähe der Farbe blau des Spektrums enthält,' und der Strahlungsenergie im infraroten iindbereich des Spektrums vergl—ichen wird. Hit anderen V/orten: anstelle zu versuchen, das Aussortieren auf der Unterscheidung zwischen der

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absoluten Reflexion der Γ-u'toi.'i'cln und don ,'itoinen über ein breites Band der Strahlun-'.rumergie al π Folge der an sich bekannten höheren Reflexion von Kartoffeln im Vergleich zu Steinen im Bereich der Farbe rot und im infraroter Bereich zu gründen, ist gefunden worden, dr'3 eine ungleich vollständigere Trennung und Aussortierung erreicht verrinn kann, indem man das Verhältnis der Reflexion innerhalb der ausgewählten Farbe rot zu dem Infrarot in der iiähe des rot von eiv;a 0,6 χι bis 1,3 J^ zu dem Band der längeren Wellenlängen dr r strahlungsenergie in unmittelbarer Nähe des Bereiches vergleicht, v/elcher sich von etwa 1,4 ji bis 3,0 χι erstreckt. Da Kartoffeln einen hohen Grad eines Reflexionsvermögens im Bereich von infrarot - rot unu einen hohen Absorptionsgrad außerhalb dieses Bereiches an beiden xlnden haben, kann ein Verhältnis gewonnen wenden, welches mit einem zweiten Verhältnis schnell verglichen und von diesem unterschieden werden kann, welches sich auf die Reflexion von Steinen gründet, die ja bekanntlich eine vergleichsweise gleichförmige Spektralverteilung der Reflexion über den gesamten Bereich der Strahlungsenergie zwischen 0,0 η bis 3,0 η haben, obgleich die absolute Reflexion ungleich höher sein kann als diejenige von Kartoffeln bei Wellenlängen, die größer sind als etwa 1,4 ;i.

Aufgabe der Erfindung ist es also, ein Verfahren und eine Einrichtung zum Aussortieren und Trennen von Kartoffeln von Steinen zu schaffen, welche hinsichtlich des Aussortierens außerordentlich zuverlässig arbeiten, und die auch bei rauhon Betriebsbedingungen zufriedenstellend benutzt werden können.

Die Erfindung bezieht sich also auf ein Verfallen bzw. eine iSinriclitung zum Aussortieren und Trennen von Kartoffeln oder anderen Vurzelpflanzen von Steinen, und kennzeichnet sich dadurch, daß das Aussortieren und Trennen in Abhängigkeit von der Absorption der Kartoffeln relativ zu der Strahlungsenergie durchgeführt werden.

Die erfindungsgemäße Einrichtung arbeitet vollständig

selbsttätig, so daß zum Aussortieren jedwede Handarbeit in Ge-

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bieten entfällt, wo auch ungelernte Arbeitskräfte teuer und darüber hinaus gar nicht erhältlich sind. Es wird also lediglich ein minimales Hantieren der Kartoffeln erforderlich, wodurch auf diese Weise sichergestellt wird, daß die gewonnene lernte durch unsachgemäße Behandlung während des Aussortierens und Trennens qualitativ nicht beeinträchtigt wird. Die mechanischen Bauteile und Elemente der Einrichtung sind überwiegend einfach, billig und auch schnell verfügbar, und zwar auch in landwirtschaftlichen Gemeinden. Lediglich die optischen und elektro-inechanischen Teile der Einrichtung sind etwas schwieriger zu reparieren; diese Teile der Einrichtung sind aber ziemlich robust gebaut und daher auch gegen unsachgemäße Behandlung weitgehend gefeit. Die elektronischen Elemente und Bauteile sind sowohl einfach als auch billig. Auch die optischen Bauteile und Elemente besitzen nur wenig mehr als versilberte, Lichtstrahlen trennende Gitter, einfache Doppel-Konvexsammellinsen und ziemlich billige Filter, wobei keines dieser Elemente eine besondere Güte oder Qualität besitzen muß. Tatsächlich sind die optischen und elektronischen Bauteile und Bauelemente für eine modul-ierte Behandlung gut geeignet, wobei ein unbrauchbarer Bestandteil innerhalb von nur wenigen ϊ-anuten durch ein betriebstüchtiges Bauelement ersetzt v/erden kann.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung ist nachstehend anhand der Zeichnung noch etwas ausführlicher erläutert. In dieser zeigen in rein schematischer Ueise:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der Aussortier- und Trenneinrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 einen Längsschnitt in vergrößertem Ilaßstab, welcher eine Vielzahl von solenoidbetätigten Aussortierausläufen zeigt, die Teile der erfindungsgemäßen Einrichtung sind,

Fig. 3 eine Rückansicht in vergrößertem ilaßstab,

welche einen Teil des Keilriementrieb-Systems

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zeigt, das Teil der eriInoungogeii. l^en .einrichtung ist,

Fig. 4 eine .and ans ich I: in vergrößertem Maßstab, welche die relative lage einer energiequelle zu optischen und eloktro-mechanisciu-n iiestandtoilen eines uiJterontialaiskr üiiinocors zeigt, wie sie in o'-j dazugehörigen Gehäuse angeordnet sind,

Fig. t> einen Te ι. Lsciinitt in vergrößertem ..aL'stab, v/elcher jJirizelhei ten ties optischen Teiles und Fotozellen als ιühlelemente eines lotooiektrischen Detektors zeigt, die in dem dazugehörigen Gehäuse untergebracht si.na,

L'ig. C eine Draufsicht mu:' ein ve t■:...-. iberto:.-·, die

Lichtstraulen ti'ennendes Gitter des optischen Teiles der erl.i.ndungsgeMäßen _;;inr Lctitung,

rig. 7 eine Seitonansicnc eines Paares der die Lichtstrahlen trennenden Gitter, v/elche zum Zwecke der relativen ParalieLverstoi lung zueinander übereinandergelegt sind,

Fig. 8 eine Ansicht des elektro-mechanischen Schaltkreises, v.'elcher im Zusammenhang mit dem optischen Teil zum Auslösen des Aussortiercuislaufes vcrv/endet vird.

indem auf die Figur 1 i.e/.ii;;: gefionnu.n v/ird, Liegt die Aussortiervorrichtung 10 in unmittelbarer nähe des Auslesendes Λ2 uer tsahn eines Gelenkstangen-Forrterer:"., auf welcher das Gemisch aus Kartoffeln und Steinen liegt. Die Fortsetzung der Bahn 12 bildet ein Aussortier-Förderer 14, welcher die geerntete χ lischung in eine Vielzahl von quer mit Abstand zueinander liegenden Linien oder Reihen transportiert, welche sich in Rich-

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tung der Pfeile bewegen. Unmittelbar bevor die Elemente oder Bestandteile der Mischung das Entleerungsende des Aussortierforderers verlassen, bewegen sich diese Bestandteile gleichzeitig unter eine Leiste von Differentialdiskriminatoren 16 (Figur 4), welche in dem Gehäuse Ήό angeordnet sind. iJin jeder der Diskriminatoren 1b ist so wirksam, dai3 er zwischen Kartoffeln einerseits und Steinen andererseits unterscheidet und einen Steuerimpuls erzeugt, wenn eine kartoffel festgestellt wurde .

Uenn die ausgerichteten Bestandteile oder Elemente der geernteten Mischung den Förderer 14 verlassen, bewegen sie sich auf die Ebene eines Aussortisrauslaufes 20 oder eines Auslau.fgatters, welches den Spalt zwischen dem letzten Förderer und einem weiteren, seitlich angeordneten iörderer 22 überbrückt, v/elcher unmittelbarer Bestandteil einer herkömmlichen Kartoffelerntemaschine seixi kann, und welcher sich in einer senkrecht zu der früheren Fließrichtung liegenden Richtung bewegt. Die einzelnen Teile des Aussortierauslaufes arbeiten unabhängig voneinander wie lolgt: wann immer eine Kartoffel festgestellt werden möge, kippen die einzelnen Teile des Aussortierauslaufes nach vorne, fangen die Kartoffel auf und rollen sie nach unten auf den börderer 22. Die Steine hingegen fallen lediglich durch den Spalt zwischen dem Förderer· 14 und den Teilen des AussortLerauslauies, von wo aus sie nach unten auf den Boden geleitet werden.

Der Aussortierförderer 14 besitzt eine waagerecht etigeordnete und in Querrichtung sich erstreckende Antriebswelle 24, welche auf der Aufgabeseite desselben eingeordnet ist, und welche unabhängig von einem geeigneten Getriebe Inicht gezeigt) oder aber vorzugsweise synchron zu der benachbarten Welle 2b der Erntemaschine mit Hilfe eines geeigneten Kraftübertragungsmechanismus, z.B. mittels eines Zahnkettentriebes 28 in Figur 1 angetrieben werden kann.

Auf der Welle 24 sind nebeneinanderliegende Rollen 209834/0104

30 mit V-förmiger umfangr-nut angeordnet, welche stets den gleichen Durchmesser besitzen. Die angetriebene Welle ~>L am Auslaß- oder Entleerungsende des AussortierJ"Öraerers besitzt hingegen drei Räder 32L, ;;2ii und 323 mit V-förmiger UmJ'angsnut unterschiedlichen Durchmessers. Kin :3otz von sechs derartigen Hollen oder Rädern, welchen ein Paar Hollen oder Hader 32L mit dem größten Durchmesser au! der Außenseite, ein Paar der kleinsten, nebeneinander liegend en Hollen ;>2S auf der Innenseite und ein Paar der Hollen 32K der mattieren Größe zwischen einer ,jeden großen und kleinen Holle nach Figur 3 zugeordnet sind, arbeiten miteinander und auch mit den keilriemen 341·» 34ίΐ und 343 zusammen, welche die letzterer mit den in Längsrichtung mit diesen auf der Einlaßseite des Aussortiertörderers 14 fluchtenden Hollen 30 verbinden derart, daß ein Trog gebildet wird, welcher in Richtung des Austragsendes zunelimend tiefer wird. Wenn also auf diese Weise die die Bahn 12 verlassende Mischung aus Kartoffeln und Steinen in das Einlaßende des Förderern eintritt, so wird nie unmittelbar der Kanalwirkung der Troge unterworfen derart, daß in dienern Augenblick eine derartige Mischung unterhalb die Diskriminatoren 1b gelangt, wobei die von Grund auf verschiedenen Arten der geernteten Bestandteile, welche in diesem Trog liegen,in ^inzelreihen wieder ge-ordnet werden, welche individuell geprüft werden können.

Wie aus Figur 4- ersichtlich, besitzt der Differentialdiskriminator 1G in Längsrichtung mit Abstand zueinander liegende Reihen von drei unterschiedlichen Elementen, welche in einem gemeinsamen Gehäuse 18 angeordnet sind. Das erste dieser drei Elemente ist eine Energiequelle 36, welche mit dem Boden des Gehäuses verbunden ist und bei der besonderen Ausiührungsform eine Glühbirne ist, welche go gelagert ist, daß sie auf die Bestandteile der 1-iischung - die darunter in Einzelreihen auf dem Ausstoßförderer 14 vorbeiziehen - leuchten. Eine ;

derartige Lampe strahlt Energie bis in den ultravioletten Bereich in der Nähe der Farbe blau des unsichtbaren Lichtspektrums bei etwa 0,2 ju und nach unten bis in den sichtbaren Lichtbereich auch bis in den Bereich der Infrarotstrahlung bei etwa

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2,5 bis 3,0 ji. Das Aussortieren kann mit nahezu perfekten Lrgebnissen dadurch erreicht v/erden, da/3 das Reflexionsvermögen bis in den engeren Bereich von 0,6 bis 1,3 u und 1,4 bis 2,2 u gemessen wird, wodurch auf diese Weise die kürzeren Wellenlangen im Bereich der Farbe blau des Spektrums ebenso wie ultraviolett und auch die längeren Wellenlängen im Infrarotbereich des Spektrums ausgelassen werden.

Das nächste Element des Differentialdiskriminators, welches in dem Gehäuse 18 angeordnet ist, ist ein optisches Bauteil 40, des elektro-optischen Feststellgerätes 42 oder Detektors und welches im Zusammenhang mit den Figuren 5 bis 7 im Detail beschrieben werden wird. Wie aus Figur 4 hei'vorgeht, ist für eine jede Lampe 36 ein Detektor 42 vorgesehen, welcher unmittelbar stromab dieser Lampe liegt, v/o die sichtbare und strahlende Energie - welche von der Mischung der darunter sich vorbei bewegenden, ausgerichteten Bestandteile reflektiert wird - in den optischen Teil 40 reflektiert wird. Der Detektor 42, v/elcher zusätzlich zu dem optischen Bauteil 40 vorgesehen ist, besitzt die Fotozelle 44A und 44B (Figuren 5 und 8) eines elektro-mechanischen Bauteiles 46, wobei beide Elemente die Kartoffeln von den Steinen aussortieren, also trennen und die Aussortiergatter steuern und auslösen.

Die Figur 5 zeigt, daß der optische Bauteil, welcher eine nach unten gerichtete Sammellinse 48 besitzt, die von einem rohrförmigen Linsenaufbau 50 aufgenommen wird, der das von den Bestandteilen der unten vorbeistreichenden Mischung reflektierte Licht aufnimmt und es auf ein Paar sandwichartig gelagerte, die Strahlen aufteilenden Gitter wirft, welche unter einem Winkel von etwa 45 gegen die Lichtstrahlen angeordnet sind. Bei der Sammellinse 48 handelt es sich um eine einfache Doppel-Konvexlinse; sie braucht auch keine besonderen optischen Eigenschaften aufzuweisen, da es im vorliegenden Falle auf gute optische Eigenschaften nicht ankommt. Tatsächlich können für den vorliegenden Zweck auch Linsen aus Kunststoff verwendet werden, welche bekanntlich billig und auch unempfindlich sind und für

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- 9 diesen Zweck angemessene Eigenschaften besitzen.

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Wie aus den Figuren 6 und 7 ersichtlich, besitzen die die Strahlen aufteilenden tritter Spiegel, welche stets abwechselnde durchsichtige und mit Silber beschichtete Streifen 54 und 56 besitzen. Wenn also das reflektierte Licht auf eines

etwa/
dieser Gitter aufschlägt, r,o geht die iiüLfte dieser. Lichten durch die Gitter hindurch, während die andere iiälfte rechtwinklig reflektiert wird.

V/ie aus den Figuren 5 und 7 ersichtlich, v/erden zwei Gitter verwendet, welche nach Art einen Sandwich aufeinanderliegen, so daß die vorderen Flächen aufeinander zu liegen kommen. Das Gehäuse 58 (Figur 4) besitzt einen in diagonaler Richtung angeordneten Kanal 60, welcher so ausgebildet ist, daß er diese Gitter aufnimmt und festhält und eine Vorstellung des einen Gitters relativ zu dem zugeordneten Gitter ermöglicht. Bei der in der Zeichnung dargestellten besonderen Ausfiihrungsform ist das untere oder nähere der beiden Gitter 52F fest gelagert, während das Gitter 52h mit Hilfe eines bev/egbaren Anschlages 62 verstellbar ist. Der Anschlag 62 setilägt gegen das Gitter 52H längs der unteren Kante an. Die einander überlappenden Gitter erlauben eine Veränderung des relativen Verhältnisses des Lichtes, welches eine jede der beiden Fotozellen 44A und 44b erreicht.

Wenn die beiden Lichtstrahlen das die Strahlen aufteilende Gitter 52 verlassen haben, v/erden sie beide durch ein Paar uoppel-Konvexlinsen 64A und 64lj hindurchgeleitet, welche unter rechten Winkeln zueinander angeordnet sind. Diese Linsen 64Λ und 6413 konzentrieren nämlich diene Li ent str aiii en und werfen sie auf die entsprechenden Fotozollen. Unmittelbar vor einer ,jeden Fotozelle ist ein Filter 66A und 66B in einer solchen Lage angeordnet, daß er die Lichtstrahlen schneidet. Die Filter sind in der V/eise gegenseitig ausschließbar, daß der eine Filter den Bereich von etwa 0,6 u bis 1,3 Ju, während der andere' Filter den dazu benachbarten Bereich von etwa 1,4 u bis 2,2 ja

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hindurchlä(3t. Liei den Detektoren handelt es sich um lichtleitende Zellen mit Bleisulfid, welche eine Lichtempfindlichkeib von etwa 0,5 W bis in den InIrarotbereich mit zumindest 2,7 u ausüben. Diese Zellen weisen auch keinerlei Fehler durch Altern oder mechanische Schwingungen auf, garn: im Gegensatz zu Lichtverstärkerrühren, die in dem sichtbaren üereich des Lichtes verwendet v/erden.

Wie aus Figur 8 hervorgeht, unterscneidet der elektromechanische Teil, insbesondere Schaltteil 46 zwischen den Kartoffeln und den Steinen und löst den wechaninmus aus, welcher die Betätigung des Aussortier-Auslaules bewirkt. Die beiden Fotozellen 44A und 44B sind in Reihe mit einem die Sti omstärke begrenzenden Widerstand vb in einem einfachen Brückenschaltkreis geschaltet. Mit 70 ist eine Gleichstromquelle bezeichnet, die in der dargestellten L'orin aus einem Paar Batterien von 12 Volt besteht, welche so miteinander geschaltet sind, daß eine Spannung von 24 Volt erhalten wird { + 12 Volt bis -12 Volt). Diese Spannung speist den Stromkreis und die Lampe 3o.

Uenn sich ein Stein unterhalb eines der Diskriminatoren 16 vorbeibewegt, unterscheidet sioh diejenige Energiemenge, welche von den Steinen im üereich von 0,6 bis 1,3 jli reflektiert wird, keineswegs von derjenigen Energiemenge, die von dem gleichen Objekt im Bereich von 1,4 bis 2,2 ju reflektiert wird. Demgemäß v/erden beide Fotozellen 44Λ und 44B in mäßigem Umfang leitend gemacht, und zwar in dem gleichen Maße, so daß das Verhältnis der Konduktanzen etwa 1:1 sein wird. Die die andere Seite der Brücke bildenden Widerstünde können so gewählt werden, daß unter diesen Bedingungen die Ausgangsseite der Brücke, wenn sie - wie dargestellt - mit einem herkömmlichen elektronischen Betriebsverstärker 70 verbunden wird, ein schwaches negatives Potential verursacht, welches in den Verstärker eingesteuert wird, wobei nichts weiter geschieht.

Wenn aber andererseits von einem Diskriminator eine

Kartoffel festgestellt wird, wird die Fotozelle, welche die

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reflektierte Energie im Bereich von 0,6 bis 1,3 ,U mißt, außerordentlich stark leitend gemacht gegenüber den starken Reflexionen in diesem Bereich, während umgekehrt die andere Fotozelle, welche die Reflexion im Bereich von 1,4 bin 2,2 ja mißt, weniger leitend wird als im !«alle des Auftretens von Steinen, und zwar aufgrund des ausgeprägten Bestrebens der Kartoffeln, dje Energie am infraroten Ende des Spektrums oberhalb 1,4 u zu absorbieren. Anstelle einer schwach negativen Bedingung oder eines schwach negativen ZustandesfbeHndet sich die Brücke in einem Zustand eines stark positiven Ungleichgewichtes, dn das Verhältnis der Reflexionen, welche in die Fotozellenkonduktanzen übertragen v/erden, bewirkt, daß die Konduktanz der Zelle 44a erheblich größer ist als diejenige der Zelle 44B. Es ist klar, daß dieses positive Ungleichgewicht dem Verstärker 70 aufgeprägt wird.

Die auf diese Weise dem Verstärker 70 aufgeprägte Konduktanz-Differenz wird um das 700-fache verstärkt, und zwar unabhängig von dem Wert des Widerstandes 72, welcher - wie dargestellt - ein veränderbarer oder nber auch unveränderbarer Widerstand sein kann. Die hieraus resultierende verstärkte Spannung wird der Basis eines Stromkreises mit Transistoren •zugeführt, welcher ganz allgemein mit der Bezugsziffer 74 bezeichnet wird und welcher so arbeitet, daß er den in ein Solenoid fließenden Strom überwacht und kontrolliert. Dieses Solenoid wird ganz allgemein mit der Bezugsziffer 76 bezeichnet. Zwischen dem Verstärker 70 und der Ausgangsseite 74 des Stromkreises oder Steuerkreises ist eine Zeitverzögerung 78 angeordnet. Die Diode dieser Zeitverzögerung dient zur Trennung des Verstärkers 70 von dem Ausgangsstromkreis 74, nachdem die Spannung an den Ausgangsklemmen des Verstärkers unter den Wert j der Spannung des Zeitverzögerungskondensators gefallen ist. Wenn auf diese Weise die Impedanz auf der Ausgangsseite des Verstärkers kleiner ist, betätigt das Solenoid den Aussortierauslauf in einigen wenigen Millisekunden nach der Feststellung einer Kartoffel. Dabei kann die Rückführung des Aussortierauslaufes - nachdem sich die Kartoffel über das Blickfeld

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der Optischen Einrichtung hinausbewegt hat - in geeigneter \<eise dadurcJi verzögert werden, dnß der Wert des Widerstanden für die Zeitverzögerung verändert wird. Hierdurch hat die Kartoffel hinreicliend genug Zeit, um aui den AussortierauslauJ zu rollen, bevor dessen Rückbewegung eingeleitet wird.

Der elektro-mechanische Teil Ub ist in der in l''igur l\ dargestellten Weise in dem Gehäuse 1β gelagert und sowohl mit der Energiequelle 36 als auch mit dem optischen Bauteil kC verbunden, wobei die Fotozellen kk die Verbindung mit dem an letzter Stelle genannten Bauteil herstollen. Das Sonnenlicht der Umgebung kann - falls erwünscht - als Ersatz i'ür die Lampe 3b als Energiequelle vorwendet werden, obgleich der Lampe 3b in diesem Falle der Vorzug zu geben ist, da diese Lampe 36 unabhängig davon eingesetzt v/erden kann, ob die Sonne scheint odei"· aber von Wolken bedeckt ist, und da die Lampe eine im vosentlichen gleichförmigere, also konstantere Energie liefert. Der Steuerkreis oder Stromkreis in der dargestellten Form ist so ausgebildet, daß er Steine unberücksichtigt läßt und ausschließlich auf Kartoffeln anspricht. Der Hechanismus ist infolgedessen i]i geradezu idea] er V/eise i'ür diejenigen Fälle besonders gut geeignet, in welchen die unerwünschten Elemente, insbesondere die Steine, gegenüber den Kartoffeln überwiegen, was oft der Fall ist. Andere Fremdstoffe, z.B. tote Heben und Abfälle können auf diese Weise von den Kartoffeln getrennt werden. Wenn andererseits die Ernte von Fremdkörpern oder Fremdelementen ziemlich frei ist, ist es besser, die Steine festzustellen und die Bestandteile des Aussortierauslaufes zu betätigen, in welchem Falle die Steine ausgelesen werden und die Kartoffeln unberücksichtigt bleiben.

Die normale, also nicht betätigte Stellung der die Aussortierung vornehmenden Teile des Aussortierauslaufes sind mit einem durchgehenden Linienzug in Figur 2 der Zeichnung dargestellt, wo ein jedes Teil des Au;;;3ortiernuslaufcs in Richtung des seitlich angeordneten Förderers 2?. nach unten geneigt verläuft. So verläßt ein jeder oLein <\nr, Austragende des Aussortierförderers 14 und bewegt sich nach unten und j .Uli

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dann durch den .Spalt zwischen dem 'haue des i· Mrderers lh und uem erhöhten iLride des Ausr.ort ic;raus Lauf uu 21) iiindurch. V/enn eine j^artoi."f el festgestellt v/irrt, so wird ein Solenoid 76 in der Weise in betrieb gesetzt, dan -;r. den Aussortierauslauf 2Ü in eine nach unten geneigte M;·. Llung nach unten zieht, wie dies die Figur ? mit einem gestrichelten Linienzug zeigt. ULe kartoffel rollt in diesem falle sanft nach unten auf den seitlich angeordneten Förderer 22 und wird in einen KartofL'elauinahmebehälter überführt (nLcht gezeigt), welcher sich längs dieses Förderers 2?. bewegt.

V/enn im Betrieb von dem Detektor eine Kartoffel festgestellt wird, so unterbleibt auch eine Bewegung des Aussortierauslaufes; in diesem balle bewegen sich die oteine über das Bride des Kanalförderers hinweg und fallen auf den Eioden oder möglicherweise auf einen Förderer, welcher dann über dan Fremdmaterial verfügt. Meim hingegen unter' dem Detektor- eine Kartoffel vorbeigeführt wird, so v/ird der Aussortierauslauf unmittelbar nach links bewegt - und zwar innerhalb von einigen wenigen Millisekunden - und schließt die Lücke oder den Spalt, weicher vorher zwischen com .wnde des Auslaufes und dem Kanalförderer bestand. Die Kartoffel bewegt sich darm auf den Aussortierauslaui, und zwar nacli|einer elektronisch überwachten zeitlichen Verzögerung, so daß sichergestellt ist, daß die Kartoffel hinreichend Zeil; besitzt, um auf den Aussortierauslauf abgesetzt zu v/erden. Der Auslauf beginne; s LcIi darm zusam- ₁ men mit der auf ihm liegenden Kartoffel in seine Ausgangsstellung zurückzubewegen. V/enn der Kartoffel unmittelbar eine wei-, tere Kartoffel folgt, so v/ird das Betätigungssignal erneuert ' und eine Rückbev/egung erfolgt nicht, hat in diesem !''alle eine ^! Rückbewegung bereits eingesetzt, so wird sie unterbrochen und der Aussortierauslauf wird sofort wieder betätigt. Zweck die- , ser Anordnung ist es, das Jirfordornis für die Kartoffel zu beseitigen, den Aussortierauslaui vollständig zu überqueren, bevor sich der Aussortierauslaui' in seine Außerbetriebsstel- ; lung zurückbev/egt hat. hierdurch wird ein beträchtlich schnellerer Zyklus verwirklicht als dann, wenn die Kartoffel vor der

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Kückbewegung den Aussortierauslauf freigeben muii.

xiin Paar von in Längsrichtung mit Abstand zueinandorlLegenden Rahmenteilen 78, 80 erstrecken sich in Querrichtung der Einheit zwischen dem Austragsende des Aussortierfor-· dererr. und dem seitlichen L''örderer ?.?.. Das U-förmige Lager 82, aui ueichem das Solenoid '/6 zwischen den Ralmienelementen und dem Magnetkern Sh dieses Soienoides gelenkig gelagert ist, £;teilL mit der Lcke auf der· Bas.i ti ti hol; dreieckfomiigeri Gliedes ob in gelenkiger Verbindung. Üie andere Ucke der Basis ist mit einem der Rahmenelemente in einer testen Stellung mittels eines Bügels 88 gelenkig verbunden, wahrend ein Bügel 90 die dritte ücke mit der Unterseite des Auslaufes fest verbindet, in ähnlicher Weise ist ein Verbindungsglied 92 oder Gelenkglied mit dem anderen Rahmenelement und der Platte mittels Bügeln 90, 94 gelenkig verbunden.

iiach Betätigung des Soienoides 76 zieht sich der Magnetkern 84 zurück und kippt die Platte 86 nach unten und in i'igur 2 der Zeichnung nach rechts, bis sie die mit einem gestrichelten Linienzug dargestellte Lage einnimmt. Da sich bei Betätigung des Solenoids der vordere Gelenkpunkt auf der Unterseite des Teiles 96 nach unten bev/egt, wird der hintere LJelenkpunkt 90 über den hebel 92 oder das Verbindungsglied arretiert, so daß er nach oben und nach hinten in eine Stellung schwingt, in v/elcher der eine Teil unter einem weniger scharfen Winkel nach unten zu liegen kommt als vor der Betätigung. Wenn dies eintritt, so kippt die Platte aus der mit einem durchgehenden Linienzug dargestellten Lage nach hinten in eine Stellung, wie sie mit einem unterbrochenen Linienzug angedeutet ist. Das Solenoid 76 arbeitet mit einer üblichen Keder als Rückzugsorgan, so daß das Solenoid 76 sofort seine mit einem durchgehenden Linienzug angedeutete Stellung einnimmt, wenn die Stromzufuhr in die Spule dieses Solenoids unterbrochen wird.

Die wiederholte Erregung des Solenoids 76 in der

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Einheit kann einen übermünigen AWlulj der in einer Keldeinhoit verfügbaren elektrischen Energie verursachen; deshalb ist es vom Standpunkt der Praxis aus gesehen zweckmäßig, die Teile des Aussortierauslaul'es 20 cntvedc r mit hydraulische]! oder pneumatischen Servomotoren zu betätigen, welche von Magnetventilen überwacht und gesteuert -werden. Ein hydraulischem ,System ist bei Landmaschinen gewöhnlich vorhanden, so daß in diesem l'alle auf eine besondere Stromquelle zur Betätigung der Hagnetventile verzichtet v/erden kann, jjin Uruckluitnystem ist nocii vorteilhafter als ein hydraul ischer; System, wobei der liompressor i'ür die Drucklufterzeugung an die j.rennkraltmasohjne de}¹ Erntemaschine oder des Traktors angeschlossen wird. So wird zum Zwecke dor Vereinfachung daü Solenoid V^f-> als direktes Uetätigungsglied des Aussortierauslauies 2(J dargestellt, was in V/irklichkeit voraussieht], j el) laicht der j oll sein wihxle.

-- Pfitontnnsprüclie -

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Claims (1)

1. PATE N I A H S P R ü C Il Ji

   Einrichtung zum Aussortieren und Trennen von Kartoffeln bzw. anderen V/urzelpflanzen von Steinen, dadurch gekennzeichnet , daß das Aussortieren und Trennen in Abhängigkeit von der Absorption der Kartoffeln bezüglich der Strahlungsenergie erfolgen.

   2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß ein Aussortierförderer (14) vorgesehen ist, welcher in unmittelbarer Nahe des Kartoffelweges der Kartoffelerntemaschine in einer Lage angeordnet ist, daß der Förderer die geerntete Mischung von Kartoffeln und Steinen aufnimmt, daß dieser Förderer eine Transportfläche hat, welche so ausgebildet ist, daß eins Vielzahl von in Längsrichtung sich erstreckenden parallelen Trögen gebildet wird, welche von nach oben ragenden Kanten voneinander getrennt sind, daß diese Tröge miteinander und mit den dazwischenliegenden Kanten oder Stegen so zusammenarbeiten, daß die Mischung in getrennten Reihen so bewegt wird, daß die einzelnen Elemente dieser Mischung in Richtung des Austragsendes transportiert werden, daß ferner eine in Querrichtung angeordnete Strahlungsenergiequelle (18) vorgesehen ist, welche in unmittelbarer Nähe des Austragsendes des Aussortierförderers liegt und in der Lage ist, ein ununterbrochenes Band sowohl sichtbarer als auch infraroter Energie nach unten auf ein jedes Element der Mischung in einer jeden Reihe zu strahlen, daß ein Aussortierauslauf (20) am Austragsende eines jeden Troges in einer solchen Lage angeordnet ist, daß ein jedes Element der aus dem Trog austretenden Mischung geschnitten wird, daß dieser Aussortierauslauf zwei Betriebsstellungen hat, von welchen eine jede die auf diesem Auslauf auftreffenden Elemente der Mischung in unterschiedliche Kanäle oder Yfege ableiten kann, daß optische Mittel (42) mit einem Lichtstrahltrenner (52, 54, 56) vorgesehen sind, welcher so angeordnet ist, daß die Strahlungsenergie, welche von einem jeden Element in einer jeden Reihe der Mischung reflektiert

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   wird, gesammelt und in zwei getrennte Strahlen aufgeteilt v/ird, daß ein Filter (52F) vorgesehen ist, welcher die Strahlungsenergie in einem dieser Strahlen schneidet und lediglich diejenige Energie des Bandes durchläßt, welche sich von der Farbe rot bis hinunter in den Bereich infrarot - rot des Spektrums erstreckt, daß ein zweiter Filter (52ί·ί) vorgesehen ist, v/elcher so gelagert ist, daß er die Strahlungsenergie in dem anderen Strahl dieser Strahlen schneidet und lediglich diejenige) nnergie des Bandes des sichtbaren Spektrums durchlaßt, welche sicli nach unten von infrarot - rot in den langwelligen Infrarotteil erstreckt, daß ferner Diskrirninatoron (46) angeordnet sind, Vielehe einen Brückenschaltkreis mit einem Paar Fotozellen-Sensoren (44Λ, 44b) besitzt, daß der eine dieser Sensoren so gelagert ist, daß er die gefilterte Energie, welche durch diesen ersten Filter hindurchgeht, schneidet, und die zweite Fotozelle so angeordnet ist, daß sie die gefilterte Energie, welche durch diesen zweiten Filter hindurchgeht, schneidet, daß dieser Brückenschaltkreis dann anspricht, wenn er mit einer Gleichstromquelle verbunden ist derart, daß die relativen Reflexionen mit den ausgewählten Bandbreiten eines jeden durch Fühlung ermittelten Elementes nach Maßgabe der ,relativen Konduktanzen der Fotozellen ver-i glichen v/erden und stets dann ein Signal erzeugen, wenn das Verhältnis dieser Konduktanzen einen vorbestimmten Wert ^: übersteigt, und daß Mittel vorgesehen sind, welche mit ei- \

   nem jeden Glied des Aussortierauslaufes verbunden sind derart, daß die Lage desselben nach Maßgabe eines in den da- _; zugehörigen Diskriminator erzeugten Signals verändert wird._:

   i. einrichtung nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet , daß die Quelle (36) der Strahlungsenergie innerhalb eines Bandes emittiert, welches zumindest im Bereich von 0,6 ja bis annähernd 2,2 μ liegt.

   4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß der erste Filter (52F) Ener-

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   gie innerhalb eines Bandes von etwa 0,6 μ bis etwa 1,3 ja durchläßt, während der zweite filter (52M) Energie zwischen annähernd 1,4 ju bis etv/a 2,2 ju durchläßt.

   5. Einrichtung nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Lichbstrahlentrennor ein Paar Gitter (52, 54) besitzt, welche abwechselnd durchscheinende und reflektierende Bänder oder streifen auf v/eisen, und daß die beiden übereinanderliegenden Gitter relativ zueinander verstellbar sind derart, daß das Verhältnis

   der reflektierten Energie zur übertragenen Energie veränderbar 1st.

   6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, d a durch gekennzeichnet, daß der Aussortierförderer eine Vielzahl von parallel nebeneinanderliegenden Bänder besitzt, welche um in L,"ng£jrichtung fluchtende Rollenpaare (30) geführt sind, und daß zumindest die am Austragsende liegenden Rollen in ihrer Größe abgestuft sind derart, daß sie die einzelnen Tröge bilden.

   7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten Stellung der Aussortierauslauf nach unten und nach vorne geneigt verläuft, so daß zwischen der leitenden Kante des Aussortierauslaufes und dem Austragsende des Aussortierförderers ein offener Spalt entsteht, v/elcher so bemessen ist, daß die Steine durch diesen Spalt hindurchfallen können, und daß in der zweiten Stellung der Aussor- '. tier auslauf nach unten und nach hinten geneigt verläuft derart, daß eine Fortsetzung dieses Aussortierförderers gebildet wird. j

   8. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß drei Rollenpaare (32L, 32M, 32S) unterschiedlichen Durchmessers mit sechs ftollen des gleichen Durchmessers zusammenarbeiten derart, daß ein Trog mit

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   ständig zunehmender Tiefe in Richtung des Austragsendes gebildet wird.

   9. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß das von den Diskriminatoren (46) erzeugte Signal so wirksam wird, daß es den zugeordneten Aussortierauslauf von seiner ersten Stellung in die zweite Stellung bewegt.

   10. Verfahren zum Aussortieren und Trennen von kartoffeln bzw. anderen Wurzelpflanzen von Steinen, Erdklumpen und dergleichen, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung aus Kartoffeln und Steinen in eine Vielzahl von parallelen Transportwegen oder Reihen aufgeteilt wird, auf welchen die Elemente dieser Mischung jeweils einzeln geprüft werden können, daß ein jedes Element dieser Mischung unter einer Strahlungsenergiequelle vorbeigeführt wird, welche eine Bandbreite besitzt, die zumindest das Ende der Farbe rot des sichtbaren Spektrums und einen wesentlichen Teil des Infrarotendes des unsichtbaren Spektrums umfaßt, daß die von einem jeden einzelnen Element der Mischung reflektierte Strahlungsenergie gesammelt und in zwei unterschiedliche Strahlen aufgeteilt wird, daß einer dieser Lichtstrahlen so gefiltert wird, daß er die Energie nur der Farbe rot bis infrarot - rot, der andere Licht-; strahl hingegen den Rest der reflektierten Infrarotenergie enthält, daß diese, von einem jeden Element reflektierte Energie innerhalb der ausgewählten Bänder ermittelt uid die relativen Größen miteinander verglichen werden, und daß ein Aussortiervorgang eingeleitet wird, welcher sich auf den Differenzen der Beträge der relativen Reflexionen in- '■ nerhalb dieser ausgewählten Bänder gründet, ■

   11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente der Mischung unter einer Strahlungsenergiequelle vorbeigeführt werden, welche zumindest annähernd 0,6 ju bis etwa 2,2 μ umfaßt, und daß

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   der erste Lichtstrahl so gefiltert wird, dai3 er Energie zv/ischen annähernd 0,6 ja bis annähernd 1,3 μ hindurchläßt,

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