DE2723674A1

DE2723674A1 - Verfahren und vorrichtung zum ernten und sortieren von kartoffeln

Info

Publication number: DE2723674A1
Application number: DE19772723674
Authority: DE
Inventors: Ulrich Remund; Hermann Zwahlen
Original assignee: Bystronic Maschinen AG
Current assignee: Bystronic Maschinen AG
Priority date: 1976-06-02
Filing date: 1977-05-25
Publication date: 1977-12-15
Also published as: IT1080862B; FR2353217A1; SE7706251L; JPS52150253A; FI771752A; NO771918L; BE855267A; NL7706048A; DK237577A; PL198570A1; DD129849A5

Description

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einem Verfahren und einer Vorrichtung die Steine und Erdschollen mit hoher Sicherheit von den Kartoffeln und auch gesunde von kranken Kartoffeln zu unterscheiden. Der Ausdruck "unterscheiden" soll auch klassifizieren und auswählen umfassen.

Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass die Stücke durch eine Lichtschranke durchgeführt werden und die Lichtdurchlässigkeit derselben überprüft wird. Der Begriff "Licht" soll dabei sämtliche Strahlungen von ultraviolett bis infrarot umfassen.

Vorzugsweise kann man die Stücke im freien Fall durch die Lichtschranke mit mindestens annähernd horizontaler Strahlung fallen lassen und unmittelbar nach der Lichtschranke trennen. Eine Verunreinigung des Senders oder Enpfängers der Lichtschranke ist hierbei ausgeschlossen und der zeitliche Abstand zwischen dem Abtasten und Trennen der Stücke wird gering, wanit eine Spreicherung der Abtastergebnisse vermieden und eine hohe Arbeitsfrequenz erziehlt wird.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist gekennzeichnet durch eine Lichtschranke, eine Fördereinrichtung welche die abzutastenden und zu trennenden Stücke einzeln durch die Lichtschranke fördert und durch eine durch die Lichtschranke steuerbare Trenneinrichtung.

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Die Erfindung wird nun anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Die abzutastenden und zu sortierenden Stücke, nämlich Kartoffeln, Steine und Erdschollen gelangen in nicht näher dargestellter Weise auf ein Förderband 11, von dessen in der Zeichnung dargestelltem Ende sie im freien Fall durch eine Lichtschranke mit dan Sender 12 und dem Bipfänger 13 fallen. Wie angedeutet, kann im Sender 12 eine Lichtquelle 14 vor einem Sammelspiegel 15 angeordnet sein, sodass eine konvergente, gebündelte Strahlung entsteht, deren Brennpunkt etwa in der Mitte zwischen Sender und Empfanger in dem Bereiche liegt, durch welchen die Stücke vom Förderband durchfallen. Der Empfänger 13 ist mit einem als Verstärker und logische Schaltung wirkenden Kreis 16 verbunden, der seinerseits auf ein Relais 17 zur Steuerung eines Elektromagneten 18 wirkt. Der Elektromagnet 18 ist mit einem Auswerfhebel 19 gekuppelt, der mit einer Auswerfplatte 20 versehen ist. Unterhalb der Lichtschranke und dem Auswerfhebel befindet sich ein Förderband 21 zum Abtransport der Stücke, über welchem sich eine Trennwand 22 befindet, deren Oberkante unterhalb der Auswerfplatte 20 liegt.

Die Arbeitsweise der dargestellten Vorrichtung ist wie folgt:

Bei eingeschalteter Vorrichtung und wirksamer Lichtschranke gelangt an den Verstärker 16 ein Signal L und wird verstärkt. Mit einer entsprechenden Schaltung (NICHT-Schaltung) sei das Relais 17 in diesem Falle entregt und auch der Magnet 18 sei stromlos.

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Die Auswerf platte 20 befindet sich dabei in der dargestellten lage. Fällt eine gesunde Kartoffel 23 durch die Lichtschranke, so wird zwar Licht absorbiert, aber der Qtpfanger 13 gibt noch ein Signal ab, das von der Logik als Signal L verarbeitet wird. Es ändert sich daher am Zustand des Relais 17 und des Elektromagneten 18 nichts und die Kartoffel fällt links der Trennwand 22 auf das Förderband 21. Fällt dagegen ein Stein 24 oder eine Erdscholle durch die Lichtschranke, so wird praktisch alles Licht absorbiert und das von Enpfanger 13 z.B. wegen des einfallenden Tageslichtes noch abgegebene Signal wird von der Logik als Signal 0 ausgewertet. Damit wird nun das Relais 17 und durch dasselbe der Elektromagnet 18 erregt, wcmit der Auswerfhebel 19 im Uhrzeigersinn verschwenkt wird. Die Auswerfplatte 20 trifft dabei auf den durchfallenden Stein oder die durchfallende Erdscholle auf und wirft denselben oder dieselbe auf die rechte Seite der Trennwand 22 bzw. auf die rechte Seite des Förderbandes Auch grüne, am Licht gewachsene, und angesteckte, kranke Kartoffeln absorbieren soviel Licht, dass sie wie Steine und Erdschollen ausgeschieden werden. Van Förderband 21 gelangen die gesunden Kartoffeln an ihren Bestimmungsort und die schlechten Kartoffeln, Steine und Erdschollen auf das Feld zurück. Versuche zeigen, dass mit der dargestellten Vorrichtung eine Sortiersicherheit bis zu 90% erreicht wird, was mit herkönmlichen, teils weit aufwendigeren Methoden nicht möglich ist.

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Damit die Abtastung und Ausscheidung mit nöglichst hoher Selektivität erfolgen kann, werden die Stücke nach Grosse vorsortiert und auf beispielsweise fünf parallelen Förderbändern 11 je einer Sortiervorrichtung der dargestellten Art zugeführt. Da also inner etwa gleich grosse Kartoffeln durch ein und dieselbe Lichtschranke durchfallen, kann die Ansprechschwelle der Logik, z.B. eines Triggers, auf einen bestimmten, der Grosse der Kartoffeln angepassten Wert eingestellt werden. Damit wird es möglich, eine so hohe Selektivität zu erreichen, dass auch grüne und kranke Kartoffeln ausgeschieden werden können. Das Förderband 21 dient dem Abtransport der sortierten Stücke aller Grossen.

Es hat sich auch gezeigt, dass die Art des verwendeten Lichts wichtig ist. Die besten Ergebnisse wurden bisher erzielt mit Licht im Bereiche von Rot bis Infrarot. Der Emfpänger kann in diesem Falle ein Rotfilter aufweisen, das praktisch nur das rote Licht des Senders, nicht aber das Tageslicht durchlässt. Das Tageslicht ist so gut als möglich abzuschirmen. Auch das lichtempfindliche Elanent des Enpfängers kann vorzugsweise so gewählt werden, dass es bei dem vom Sender ausgesandten Licht die höchste Empfindlichkeit aufweist. Es kann als Lichtquelle z.B. eine lichtemittierende Diode und im Empfänger eine entsprechende Photodiode, ein Phototransistor oder Photowiderstand verwendet werden.

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Die Anordnung kann auch anders getroffen werden. Es ist z.B. möglich, den Strahlengang der Lichtschranke quer zum Förderband 11 über demselben verlaufen zu lassen und eine Weiche zum Trennen der Stücke unmittelbar hinter der Lichtschranke über dem Förderband anzuordnen.

Die Betätigung des Auswerf hebeis 19 kann in anderer Weise erfolgen. Anstelle des Relais 17 kann z.B. ein Ventil vorgesehen sein, das zur Betätigung des Auswerf hebeis einem Betätigungszylinder Druckluft zuführt.

Während bisher nur vom Einsatz der Vorrichtung beim Ernten die Rede ist, kann dieselbe auch zum Nachsortieren von Kartoffeln verwendet werden. So können nachträglich bei der Lagerung wässrig oder sonstwie unbrauchbar gewordene Kartoffeln aussortiert werden. Da wässrige Kartoffeln eine höhere Lichtdurchlässigkeit besitzen als gesunde, nuss zum Aussortieren derselben die Logik umgestellt werden, damit bei höherer Absorption in der Lichtschranke durch gesunde Kartoffeln der Ausvierfmechanismus nicht anspricht, dagegen bei niedriger Absorption durch wässrige Kartoffeln. Es kann dann erforderlich werden, in zwei Arbeitsgängen einmal wässrige und einmal faule Kartoffeln auszuscheiden. Es kann aber auch eine logische Schaltung vorgesehen werden, die bei über und unter eingestellten Grenzen liegender Absorption die Auswerfeinrichtung betätigt.

Da, wie erwähnt, hohe Sortierleistungen, aber doch nicht eine völlig fehlerfreie Auslese erfolgt, können die auf den rechten Teil des

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Förderbandes 21 fallenden Stücke noch durch eine Person nachsortiert werden. Man erzielt in diesem Falle hohe Leistungen mit nur einer Bedienungsperson .

Die dargestellte Ausführungsform hat den weiteren Vorteil, dass das Förderband nicht durch die Lichtschranke zu laufen braucht. Es wäre allerdings auch möglich, eine Lichtschranke mit vertikalem Strahlengang an einem horizontalen Trumm eines Förderbandes anzuordnen, in welchem Falle jedoch das Förderband durchsichtig sein oder z.B. aus zwei getrennten seitlichen Strängen bestehen müsste, und in welchem Falle für eine ständige intensive Reinigung des unteren, der Verschmutzung ausgesetzten Teils der Lichtschranke und gegebenenfalls des Förderbandes z.B. mittels eines intensiven Luftstranes gesorgt werden müsste. Der Luftstran könnte nötigenfalls zugleich der Kühlung der Lichtquelle dienen.

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AQ Leerseite

Claims

Hem· 1, 8000 München 40,

Fralllgrathatrate 19 _n,_, ,__ r. _{u β}_κ, Elsenacher StraBo 17

Uipi.-lnfl. h.. Π. Dan«

Postt*<*iii40 Uipi.-lnfl. h.. Π. Dan« Pal.-Anw. Betiler

Pal-A»«. Henmanfi-TrefrtepeM DlOl.-PhVS. Eduard ΒβΙΖίβΓ Fernsprecher: 3β 3011

Fernsprecher: 510 IS rl 36 X12

^S1014 Dlpl.-lng. W. Herrmann-Trentepohl »»«

Telegrammanschrlft' TelogrammansdirW:

Bahrpalente Harne PATENTANWÄLTE Babetzpat München

Telex 012299S3 Telex 521S360

j- —| Bankkonten:

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25.Mai 1977

^RefM 5075

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München

Verfahren und Vorrichtung zum Ernten und Sortieren von Kartoffeln. ^

PATENTANSPRUECIIE

JlIf Verfahren zum Ernten und Sortieren von Kartoffeln, wobei die Durchlässigkeit der zu sortierenden Stücke für eine Strahlung überprüft und mit Hilfe des Ergebnisses gute Kartoffeln von unerwünschten Stücken getrennt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Stücke durch eine Lichtschranke durchgeführt werden und die Lichtdurchlässigkeit derselben überprüft wird.
2) verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nan die Stükke im freien Fall durch die Lichtschranke mit mindestens annähernd horizontaler Strahlung fallen lässt und unmittelbar nach der Lichtscliranke trennt.
3) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeiclinet, dass man die Lichtschranke mit rotem bis infrarotem Licht betreibt.

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4) Verfallen nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass man das Licht in der Lichtschranke ijn Durchfallbereiche der Stücke bündelt.
5) Verfallen nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass nian die Stücke nach Grosse vorsortiert und je Stücke etwa gleicher Grosse einer Lichtschranke und Trennvorrichtung zuführt.
6) Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Ansprüchen 1-5, gekennzeichnet durch eine Lichtschranke, eine Fördereinrichtung, welche die abzutastenden und zu trennenden Stücke einzeln durch die Lichtschranke fördert, und durch eine durch die Lichtschranke steuerbare Trenneinrichtung.
7) Vorrichtung nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtscliranke mindestens annähernd horizontalen Strahlengang aufweist, und dass die Fördereinrichtung die Stücke im freien Fall durch die Lichtschranke fallen lässt.
8) Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Trenneinrichtung einen Auswerfhebel mit einer Auswerfplatte aufweist.
9) Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8,dadurch gekennzeichnet, dass sich unterhalb des Auswerfhebels ein Förderband zum Abtransport der sortierten Stücke befindet, über dem eine Trennwand angeordnet ist, welche die unbeeinflusst durchfallenden gesunden Kartoffeln von den durch die Auswerfplatte ausgeworfenen unerwünschten Stücken trennt.

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10) Vorrichtung nach einem der Ansprüche. 6-3, dadurch gekennzeichnet, dass der Sender der lichtschranke eine Saimieloptik, z.B. einen Hohlspiegel, zur Bündelung des Lichts im Fallweg der Stücke aufweist.
11) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 - 10, gekennzeichnet durch eine Tageslichtabschirmung für den Empfanger der Lichtscliranke.
12) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6-11, dadurch gekennzeiclinet, dass die Stücke nach Grosse vorsortiert über parallele Förderbänder zu einzelnen Lichtschranken angefördert werden und dass die sortierten Stücke durch ein gemeinsames Förderband quer zu den parallelen Förderbändern abtransportiert werden.
13) Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Elektromagnet zur Betätigung des Auswerfhebels vorgesehen ist, und dass die den Elektromagneten speisende Logik bei Unterbruch des Lichtes in der Lichtschranke anspricht.

Bekannte Verfahren zur Unterscheidung von Kartoffeln von Fremdkörpern wie z.B. Steinen und Erdschollen, funktionieren auf mechanische Art und Weise. Von zahlreichen elektronischen Versuchen bewährten sich nur zwei Systeme. Das eine System beruht auf Röntgenstrahlen und das andere auf einer Härtemessung.

Dieses Härtemessen und die mechanischen Einrichtungen reagieren aber nur auf Steine. Zudem kommt, dass die Sicherheit mangelhaft ist. Das System mit Röntgenstrahlen lässt sich aus technisclien und wirtschaftlichen Gründen nur in Stationäranlagen verwenden. Alle bekannten Systeme können gute und schlechte Kartoffeln nicht unterscheiden.