DE3326245C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Sortieren von Gegenständen, wie Obst- und Gemüsefrüchten, verschiedener, unbestimmte Gestalten umfassender Formen, wobei die Gegenstände einzeln nacheinander auf in vorbestimmten Abständen an einem Kettenförderband angeordneten, von einem Stützglied in einer horizontalen Lage gehaltenen, signalbetätigt kippbaren Unterlagen entlang einer zum Ermitteln des Gewichts der Gegenstände Meßeinheiten aufweisenden Meßzone transportiert und anschließend entsprechend ihrer in einem Rechner ausgewerteten Meßwerte von einem Ausstoßer durch Kippen der Unterlagen in Aufnahmen entladen werden.

Durch die US-Patentschrift 41 06 628 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung dieser Art zum Sortieren von Obst und Gemüse bekanntgeworden. Die Früchte werden dabei einer nach dem anderen auf einer Unterlage gefördert, optisch beurteilt und gewogen; die ermittelten Werte werden mit vorgegebenen Klassierwerten verglichen und die Früchte anschließend in Abhängigkeit von ihrem Gewicht und ihrer optischen Beurteilung in eine Klasse eingeordnet sowie eine Frucht oder mehrere Früchte entsprechend der Klasse der Einordnung in Aufnahmebehälter entladen. Es wird dort allerdings nicht die Form, sondern nur die Farbe der Früchte optisch beurteilt. Um sowohl das Gewicht als auch die Farbe der Gegenstände zur Klassierung und Einordnung berücksichtigen zu können, sind bei dieser Vorrichtung insgesamt drei Förderer erforderlich, nämlich ein Kettenband-, ein Riemen- und ein Rollenförderer.

Der Riemenförderer ist ein reiner Zuführförderer; er gibt die Gegenstände an den ersten der beiden nachgeschalteten Förderer ab, und zwar fallen die Früchte im Übergabebereich auf den Rollenförderer, so daß Beschädigungen der Früchte auftreten. Die Rollen sind als Konusrollen ausgebildet, d. h. sie verjüngen sich jeweils von beiden Seiten zur Mitte hin. Auf diese Weise entstehen zwischen zwei benachbarten Rollen rhombenartige Ausnehmungen, die die Früchte zentrieren und aufnehmen. Die zwischen den Rollen aufgenommenen Früchte ragen mit einem Teil ihrer Oberfläche über die Förderebene hinaus, so daß sich durch Abstrahlen dieser Bereiche mittels Lichtquellen, die entlang der Förderstrecke angeordnet sind, die Farbe der Früchte beurteilen läßt. Das Wiegen der Früchte und Ermitteln des für das Einordnen wesentlichen Gewichtes, läßt sich allerdings nicht auf diesem Förderer durchführen. Dazu ist vielmehr der nachgeschaltete, separate Kettenbandförderer erforderlich, der tiefe, nach unten keilförmige Kübel aufweist, die die Früchte von dem vorgeschalteten Rollenförderer übernehmen.

Die Früchte bzw. Gegenstände gelangen somit kontinuierlich von dem einen zu dem anderen Förderer, was bedeutet, daß die zu sortierenden Früchte im Übergabebereich auf den jeweils folgenden Förderer übergeleitet werden müssen; sie legen dabei jeweils einen großen, für die Früchte sehr schädlichen Fallweg zurück. Jedem Förderer ist nur eine Meßeinheit zugeordnet, nämlich dem Rollenförderer mehrere Lichtstrahler und dem Kettenförderer eine elektronische Wägeeinheit. Abgesehen von dem Vorstehenden ist bei der bekannten Sortiervorrichtung außerdem das Entladen der sortierten Früchte nachteilig. Die Kübel des Kettenbandförderers sind dort nämlich mittels Schwenkachsen mit den Ketten verbunden und werden von einer am Kübelboden angeordneten, auf einer Führungsschiene liegenden Stützachse in horizontaler Lage gehalten. Um die Frucht zu entladen, muß der Kübel um die Achse verschwenkt werden. Die Führungsschienen für die Stützachsen sind im Bereich einer Entladestrecke deshalb so ausgelegt, daß sie sich - sobald der Kübel die anhand der Meßwerte vorbestimmte Entladeposition erreicht hat - durch einen Ausstoßer wegdrücken lassen. Der dann nicht mehr abgestützte Kübel kann sich um die Achse verschwenken und die Frucht entladen.

Da es somit zum Entladen zwingend notwendig ist, die Führungsschienen für die Stützachsen der bzw. des Kübels wegzudrücken, läßt sich die Entladezone dieses bekannten Förderers nicht an beliebige Punkte entlang der Förderstrecke verlegen; sie konzentriert sich vielmehr auf eine begrenzte Wegstrecke, nämlich dort, wo die wegdrückbaren Führungsschienen angeordnet sind. Das hat insbesondere den Nachteil, daß viele in dieselbe Klasse eingeordnete Früchte stets an derselben Stelle entladen werden müssen und nicht verteilt werden können. Bei hoher Transportfrequenz führt das dazu, daß der dieser Klasse zugeordnete Aufnahmebehälter überladen wird; außerdem beschädigen sich die vielen aufeinanderfallenden bzw. -folgenden Früchte gegenseitig. Diese Gefahr des Beschädigens wird noch durch die große Tiefe der Kübel verstärkt, denn zum Entladen müssen die Behälter um einen entsprechend großen, den Fallweg verlängernden Neigungswinkel verschwenkt werden, so daß die Früchte mit größerer Geschwindigkeit auf die bereits in den Aufnahmebehälter sortierten Früchte auftreffen.

Aus der DE-Offenlegungsschrift 25 34 266 ist es bekannt, zum Klassieren bzw. Einteilen von Gegenständen nach ihrer Größe, beispielsweise Äpfeln oder Kartoffeln, insbesondere jedoch gemahlenen Steinen oder Schotter, der in Steinbrüchen in Form von Brocken mit verschiedener Größe gewonnen und dann durch Steinbrechermaschinen geführt wird, die Gegenstände zwischen einer Lichtquelle und einem mehrere in vertikalen und horizontalen Reihen angeordnete lichtempfindliche Sensoren aufweisenden Fühlelementen nach unten fallen zu lassen. Die Größe des zwischen der Lichtquelle und den Sensoren hindurchfallenden Gegenstandes wird in Abhängigkeit von der Zahl der gleichzeitig verdunkelten Sensoren bestimmt. Demnach wird dort eine optische Inspektion vorgenommen, während die Gegenstände zwischen einer Lichtquelle und gegenüberliegenden Sensoren hindurchfallen; eine Inspektion im freien Fall ruft bei Früchten unwiderruflich Beschädigungen hervor, nämlich beim Aufschlagen auf den Untergrund am Ende der Fallstrecke.

Schließlich ist durch die DE-Offenlegungsschrift 25 38 884 eine Sortieranlage mit Förderern bekanntgeworden, die umlaufende, mit einer flachen Oberfläche ausgebildete, zur Aufnahme einer Frucht eine zentrische Bohrung aufweisende Tragplatten mit an ihren in Laufrichtung hinteren Enden einen sie während des Transportes in horizontaler Position haltenden Stützarm besitzen, der mit einer Laufrolle auf einer tieferliegenden Schiene läuft. Nach dem Erkennen und Bewerten von inneren Schäden - und nur zu diesem Zweck dient dieser bekannte Sortierförderer, wobei anstelle gefährlicher Röntgenstrahlen dort Laserstrahlen verwendet werden - sind an festen, nicht veränderlichen Positionen um einen Zapfen verschwenkbar gelagerte Schienenabschnitte vorhanden. Ein Schienenabschnitt läßt sich mittels einer Spule in eine angehobene Position aufrichten, in der der Schienenabschnitt als Nocken im Fahrweg der Laufrolle dient. Sobald die Laufrolle somit auf den angehobenen Schienenabschnitt trifft, wird die Tragplatte entgegen dem Uhrzeigersinn um einen Zapfen verschwenkt und kann ihre Frucht auf ein darunterliegendes Förderband abgeben. Die Tragplatte bleibt danach solange in dieser gekippten Stellung, bis sie am Ende des Förderers von einer Leitschiene in ihre Normallage, d. h. horizontale Position zurückgeführt wird.

Abgesehen davon, daß bei diesem Förderer die transportierten Früchte nach dem Kippen der Tragplatten ebenfalls einen großen Fallweg zurücklegen müssen, bevor sie in einen Sammelbehälter bzw. auf ein Förderband gelangen, so daß Beschädigungen der Früchte nicht zu vermeiden sind, besitzt auch dieser Sortierförderer den Nachteil der nicht veränderbaren, stets auf den Bereich der zu verschwenkenden Schienenabschnitte begrenzten Entladezonen. Dies bringt es weiterhin mit sich, daß viele in dieselbe Klasse eingeordnete Früchte stets an derselben Stelle entladen werden müssen und nicht verteilt werden können. Bei hoher Transportfrequenz führt das dazu, daß der dieser Klasse zugeordnete Aufnahmebehälter schnell überladen wird; außerdem beschädigen sich die vielen aufeinanderfallenden bzw. -folgenden Früchte gegenseitig. Die Gefahr des Beschädigens wird durch die hohen Fallwege noch größer, die bewirken, daß die Früchte mit größerer Geschwindigkeit auf die bereits in den Aufnahmen sortierten Früchte treffen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß sich bei verringertem Anlagenaufwand eine hohe Sortiergenauigkeit sowie ein beliebig zu variierendes Sortieren erreichen, das Sortieren beispielsweise an viele verschiedene Arten von Obst- und Gemüsefrüchten und unterschiedliche Transportgeschwindigkeiten anpassen läßt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Unterlagen aus einem mit der Förderkette verbundenen Tragrahmen und einem lose sowie geringfügig auf und ab, vor und zurück, nach links und rechts beweglich auf dem Tragrahmen angeordneten Muldenkörper bestehen, der eine flache, die äußere Erscheinungsform der Gegenstände sowohl von oben als auch von der Seite her freigebende Mulde aufweist, wobei der Muldenkörper gegenüber dem Tragrahmen bezogen zur Förderrichtung seitlich kippbar ist und die Tragrahmen zumindest einen verschwenkbar gelagerten, zweiarmigen Hebel aufweisen, dessen einer, der Unterlage zugewandter Arm als eine den Muldenkörper in horizontaler Lage haltende Sperrklinke und dessen anderer Arm unten aus der Förderkette hervorragt und als Kippauslöserhebel ausgebildet ist, daß in der Meßzone Meßeinheiten zum Messen der Form und der Größe der Gegenstände angeordnet sind und zum Erfassen des Gewichts der Gegenstände eine unterhalb des Transportweges angeordnete Wägeeinheit die Muldenkörper von den Tragrahmen abhebt, und daß die Ausstoßer durch Kontakt mit dem einer jeden Unterlage zugehörigen Kippauslöserhebel die Sperrklinke ausrasten und den Muldenkörper kippen.

Die Gegenstände werden somit auf einer flachen und lose auf den Ketten des Förderers angeordneten Unterlage transportiert, so daß der Gegenstand einerseits von allen Seiten zugänglich ist und sich sowohl die Vertikal- als auch die Horizontalprojektion des Gegenstandes und damit dessen Form und Größe messen läßt; andererseits ist aber auch gleichzeitig eine Gewichtsmessung möglich. Da nämlich die flachen oder schalenförmigen Unterlagen nicht fest, sondern lose auf den Förderketten angeordnet sind, können sie im Bereich der in der Meßzone angeordneten Wägeeinheit geringfügig angehoben und damit das Gewicht des Gegenstandes gemessen werden; auf den Gegenstand kann dann z. B. eine vertikale Kraft ausgeübt werden, die mittels der Wägeeinheit genau zu messen und damit das Gewicht des Gegenstandes zu bestimmen ist. Für die verschiedenen Messungen bedarf es somit insbesondere keines weiteren, zusätzlichen Förderers.

Da die Unterlage mehrteilig ist und aus einem mit der Förderkette verbundenen Tragrahmen und einem mit der Flachmulde versehenen, lose auf dem Tragrahmen angeordneten Muldenkörper besteht, ist sie in sich beweglich. Ein Teil läßt sich kippen, nämlich entweder der Muldenkörper zusammen mit der Mulde oder die Mulde allein, während der Tragrahmen stets fest mit der Kette verbunden ist. Aufgrund dieser gelenkigen, in sich beweglichen, einen Kippauslöse- und Verriegelungsmechanismus mit sich tragenden Unterlagen können die bei den bekannten Förderern zum Aufrechterhalten einer horizontalen Lage der Kübel oder Tragplatten unbedingt erforderlichen, die Stützglieder führenden Schienen völlig entfallen. Es läßt sich daher das nach dem Klassieren entsprechend der Güteklasse signalbetätigte Entladen der Gegenstände außerordentlich variabel gestalten. Denn der bewegliche Teil der Unterlage, d. h. der Muldenkörper und/oder die Flachmulde erfordert zum Kippen keine ortsgebundenen Positionen, wie ausgeschnittene Schienenabschnitte. Durch einfaches Versetzen der die Verriegelung über den von den Unterlagen mitgeführten zweiarmigen Hebel aufhebenden Ausstoßer an beliebigen Positionen läßt sich die Entladezone entsprechend variabel gestalten; das Kippen zum Entladen ist somit nicht auf stets demselben Ort begrenzt.

Die Zahl der Entladeeinheiten der Entladezone kann größer als die Zahl der Sortier- bzw. Güteklassen sein; beispielsweise lassen sich zwei oder mehr Entladeeinheiten jeder Sortierklasse zuordnen, um beispielsweise eine höhere Sortiergeschwindigkeit zu ermöglichen. Durch mehrere Ausstoßer in einer Entladeeinheit können schließlich auch mehrere Gegenstände einer nach dem anderen Aufnahmebehältern zugeführt werden, von denen in dem Abschnitt der Entladezone mit Güteklassen, auf die sehr viele Gegenstände entfallen, entsprechend mehr vorhanden sein können, als in den anderen, weniger benutzten Güteklassen. Ein relativ wenig benutzten Güteklassen zugeordneter Abschnitt kann bei einer erfindungsgemäßen Sortieranlage somit kürzer sein als ein Abschnitt mit Klassen, auf die sehr viele Früchte entfallen. Dieser Vorteil erlaubt es nicht nur, unnötigen Raumbedarf zu vermeiden, sondern ermöglicht es auch, die Entladezone für die Gegenstände so vorteilhaft aufzuteilen, daß der einzelne Gegenstand mit weniger Wahrscheinlichkeit beschädigt wird.

Es wird vorgeschlagen, daß die Meßzone entlang der Förderkette mehrere die Gegenstände kontaktlos, nach unterschiedlichen Kriterien inspizierende Meßeinheiten mit Ausgang jeweils zu einem ein entsprechendes Gradsignal liefernden Einzelrechner aufweist, die an einen Gesamtrechner angeschlossen sind, der die von den Einzelrechnern eingehenden Gradsignale zum Sortieren der Gegenstände nach Rang und Grad auswertet. Es lassen sich somit die verschiedensten Bewertungskriterien zum Sortieren heranziehen, beispielsweise Meßergebnisse der Vertikal- und Horizontalprojektion in der Kombination auswerten, wobei der Rangeinordnung der zu sortierenden Gegenstände entweder der größere oder der kleinere Wert der Meßergebnisse oder ein durch Division der Summe der Meßwerte erhaltener Mittelwert zugrundegelegt wird. Es lassen sich ein Rang-Einordnungsergebnis entsprechend der Form und das zugehörige Einordnungsergebnis entsprechend dem Gewicht miteinander vergleichen und entweder zum höheren oder zum niedrigeren Wert der Rang-Einordnung sortieren; die einzelnen Gegenstände können unter Zugrundelegen des Ergebnisses der Einordnung nach Gewicht gezählt und entsprechend dem Ergebnis der Rang-Einordnung nach der Form sortiert sowie ausgestoßen werden. Schließlich können ein Ergebnis der Rang-Einordnung nach der Form und das entsprechende der Einordnung nach Gewicht miteinander verglichen und ein Gegenstand mit einer einen vorbestimmten Wert überschreitenden Größe in den Abfall aussortiert werden, derart, daß nur Gegenstände innerhalb der normalen Größe-/Gewichtsklassifizierung sortiert und in die Klassenbehälter eingebracht werden.

Neben der elektronischen Wägeeinheit, die unterhalb des Transportweges der Unterlage angeordnet wird und mit einer Gleitschiene ausgestattet ist, auf der die Unterseite der Unterlage für eine Gewichtsmessung gleiten kann, und beispielsweise Fotosensoren wie eine Zeilentastkamera oder dergleichen mit Blickrichtung nach unten oberhalb des Förderbandes zum Bestimmen von Länge und Breite des zu sortierenden Gegenstandes, sind in der Meßzone vorteilhaft eine Farb- und Fehlermeßeinheit, ein IQ-Analysator und eine Oberflächenprüfvorrichtung enthalten. Die Meßzone enthält somit die erforderlichen Mittel zum Ausführen der gewünschten Bewertungen nach Grad und Rang. Die Früchte können somit nach ihrem Gewicht oder nach ihrer Form je nach Wunsch und Art des jeweiligen Produkts sortiert werden. Es ist auch möglich, das Sortieren nach Gewicht und Form zu kombinieren, so daß beispielsweise eine nach Form sortierte Ladung nach Gewicht bezahlt werden kann. Die Früchte lassen sich auf ein und demselben Förderer nach sehr verschiedenen Parametern sortieren.

Zum Bestimmen des Grades (Qualitätsgrades) der Früchte können Farben und Fehler mit Hilfe eines Diskriminators gemessen werden. In einem solchen Gerät werden Fehler und unterschiedliche Farbgrade mit Hilfe einer bestimmten Fernsehkamera in Kombination mit einem Bild-Analyse-Verfahren erfaßt. Auch der Zuckergehalt, der Säuregrad und der Reifegrad können unter Verwendung einer in dem Meßabschnitt angeordneten Zone bestimmt werden, die einen bekannten IQ-Analysator enthält. Der Reifegrad kann durch Messung des in der Frucht enthaltenden Chlorophylls und durch Messung der Differenz in der optischen Dichte Δ OD (Differenz in der Absorption) bestimmt werden.

Wenn diese bekannten Meßverfahren zum Bewerten des Grades nicht ausreichen sollten, kann auch noch die äußere Erscheinung der Oberseite der Frucht mit Hilfe einer mit einem Bildanalysator kombinierten Fernsehkamera inspiziert werden. Die entsprechende Vorrichtung wird vorzugsweise so in der Messung angeordnet, daß die Rundung der Oberseite der Frucht, die Form des Blütenrestes, der Öffnungsgrad des Kelchs im Blütenrest bei einem Apfel usw. zum Einordnen der Frucht heranzuziehen sind. Die Ergebnisse der Untersuchung der vorgenannten Meßvorrichtungen werden zum Bestimmen eines anwendbaren Grades einem Rechner zugeführt. Dieser klassiert die Früchte in verschiedene Ränge, z. B. "ausgezeichnet", "sehr gut", "gut", "befriedigend" usw. Diese Ränge werden in dem Rechner durch Kombination der eingegebenen Meßergebnisse ermittelt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung;

Fig. 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung nach Fig. 1;

Fig. 3 in der Draufsicht eine Einzelheit der Vorrichtung gemäß Fig. 1;

Fig. 3a im Querschnitt eine einzelne Entladestation gemäß Fig. 3;

Fig. 4 ein vertikaler Schnitt durch eine Meßeinheit zum Erfassen der Seitenansicht bzw. der Horizontalprojektion einer zu sortierenden Frucht;

Fig. 5 ein vertikaler Schnitt einer in Kombination mit den Meßeinheiten von Fig. 3 und 4 zu verwendenden Unterlage;

Fig. 6 und 7 Darstellungen verschiedener Betriebsphasen der Unterlage nach Fig. 5 im Entladebereich;

Fig. 8 ein zweites Ausführungsbeispiel des Aufbaus der Unterlage;

Fig. 9 und 10 ein drittes Ausführungsbeispiel mit einer in mehrere Mulden od. dgl. unterteilten Unterlage in verschiedenen Phasen des Kippvorgangs;

Fig. 11 ein viertes Ausführungsbeispiel einer Unterlage mit unterteilter Entladeseite;

Fig. 12 einen Aufbau einer Farb- und Fehlermeßeinrichtung;

Fig. 13 eine perspektivische Ansicht des Äußeren eines IQ-Analysators;

Fig. 14 eine Seitenansicht eines Meßgeräts zum Bestimmen der äußeren Erscheinung der Oberseite einer Frucht;

Fig. 15 den Aufbau einer Gesamteinrichtung kombiniert aus einer Meßeinheit zum Erfassen der Vertikalprojektion, einer elektronischen Wägeeinheit und einer Meßeinheit zum Erfassen der Horizontalprojektion;

Fig. 16 ein Flußdiagramm für die erfindungsgemäße Vorrichtung;

Fig. 17 in der Draufsicht als Einzelheit eine Unterlage gemäß Fig. 5;

Fig. 18 in der Draufsicht als Einzelheit eine Unterlage gemäß Fig. 8;

Fig. 19 die Unterlage gemäß Fig. 8 in der Seitenansicht;

Fig. 20 die Unterlage gemäß Fig. 11 in der Draufsicht; und

Fig. 21 eine Seitenansicht der Unterlage gemäß Fig. 11.

Die Sortieranlage (Vorrichtung zum Sortieren) besitzt ein Förderband 1 zum Sortieren von Früchten, eine Förderkette bzw. Förderketten 2 und Aufnahmevorrichtungen bzw. Unterlagen 3 für die Einzelaufnahme zu sortierender Früchte. Die Unterlage 3 kann in verschiedener Ausführung vorliegen. Die Zahl der Förderketten 2 hängt von der Form der Unterlagen 3 ab. Beispielsweise können je eine Förderkette 2 am linken und rechten Rand oder eine oder zwei Ketten unterhalb des mittleren Teils des Förderbandes jeweils entsprechend der Form und Unterlage 3 angeordnet werden. Unterhalb des Transportwegs der Unterlage 3 wird eine elektronische Wägeeinheit 4 so angeordnet, daß sie mit der Unterseite der Unterlage 3 zum Bestimmen des Gewichts eines zu sortierenden Gegenstandes bzw. einer Frucht in Berührung kommen kann. Als elektronische Wägeeinheit 4 können eine Waage mit Kraftvergleich, eine Druckmeßdose od. dgl. eingesetzt werden. Oberhalb des Transportwegs der Unterlage 3 wird eine Meßeinheit 5 zum Bestimmen der Vertikalprojektion, vorzugsweise eine Zeilenmeßkamera 5a, nach unten gerichtet so angeordnet, daß sie die Oberseite der Unterlage mit darauf gerichteter Frucht im Blickfeld hat. Gemäß Fig. 15 kann die Meßeinheit 5 demselben Punkt des Förderbandes 1 wie die Meßeinheit 4 zugeordnet werden. An einer Seite des Transportwegs der Unterlage 3 wird eine Meßeinheit 6 zum Bestimmen der Horizontalprojektion (Fig. 4) so angeordnet, daß sie etwa parallel zur mittleren Oberfläche der flachen Unterlage 3 gerichtet ist und die zu sortierende Frucht im Blickfeld hat. Die flache Oberfläche der Unterlage 3 steht senkrecht zu der Leitschiene des Förderers.

Der Unterlage 3 werden an vorgegebenen Punkten Ausstoßvorrichtungen 7 zugeordnet, die dazu dienen, die Unterlage 3 zu kippen. Den Ausstoßvorrichtungen 7 werden Früchteaufnahmebehälter 8 zugeordnet. Um jeder Sortierklasse mehrere Ausstoßvorrichtungen 7 zuzuordnen und dadurch eine hohe Sortiergeschwindigkeit zu ermöglichen, werden mehr Ausstoßvorrichtungen 7 vorgesehen als Grade und Werte zu klassieren sind. Durch mehrere Ausstoßvorrichtungen 7 können daher mehrere Früchte eine nach der anderen Aufnahmebehältern 8 zugeführt werden, die den am häufigsten vorkommenden Klassen entsprechen und denen sonst eine größere Zahl von Arbeitern zuzuteilen war.

Zu der Vorrichtung gehört ein Rechner 9, der eine Speicherschaltung zum Vorwählen von Klassierwerten für Gewicht und Form enthält. Der Rechner vergleicht ein Gewichtssignal aus der elektronischen Wägeeinheit und ein Formsignal aus einer Form-Meßeinheit mit dem jeweiligen Bezugswert, um einen anwendbaren Rang für die jeweilige Frucht zu erhalten. Der Rechner verschiebt ferner synchron mit dem Förderband 1 ein Ausstoßsignal von einer Ausstoßvorrichtung 7 zu einer passenden Ausstoßvorrichtung. Der Rechner 9 kann auch für eine Datenverarbeitung dahingehend ausgelegt werden, daß die Zahl der in jeden Grad und Rang eingeordneten Früchte gezählt wird.

In einer weiteren Ausgestaltung kann es günstig sein, eine Fernsehkamera vorzusehen, die mit einer Farb- und Fehlerprüfvorrichtung 10 ausgestattet ist. Außerdem kann ein IQ-Analysator 11 (Fig. 13, 15) zum Messen des Zuckergehaltes und des Säuregrades der Frucht eingesetzt werden. Schließlich kann eine Oberflächenprüfvorrichtung 12 zum Untersuchen der äußeren Erscheinung der Oberseite der Frucht vorgesehen werden. Der Einsatz der Farb- und Fehlerprüfvorrichtung 10, des IQ-Analysators 11 und der Oberflächenprüfvorrichtung 12 ist nicht unbedingt erforderlich. Diese Vorrichtungen können je nach Bedarf verwendet oder weggelassen werden.

Im einzelnen sei darauf hingewiesen, daß der Muldenkörper 13 der Unterlage 3 nicht fest sondern lose auf den Tragelementen 14 der Förderkette 2 so angeordnet ist, daß er nach Art des Schwimmens etwas auf und ab, vor und zurück sowie nach links und rechts zu bewegen ist. Wenn die untere Gleitfläche 15 des Muldenkörpers 13 über ein zum Erfassen des Gewichts dienendes Gleitmeßrad 16 der elektronischen Wägeeinheit 4 gleitet, wird der Muldenkörper 13 der Unterlage 3 etwas angehoben. In diesem Zustand wird eine vertikale Seitenwand des Muldenkörpers 13 mit Hilfe von drehbar auf einer Welle befestigten Schieberollen 17 vorwärtsgestoßen, so daß eine vertikal wirkende Kraft mit Hilfe der elektronischen Wägeeinheit 4 genau zu messen ist.

Nach Fig. 3 bis 7 besitzt die Unterlage 3 eine Mulde 19 auf dem Muldenkörper 13. Der Muldenkörper 13 wird mit Hilfe eines Mitnehmers (Sperrklinke) 20 des jeweiligen kippbar angeordneten Tragrahmens 14 in seiner horizontalen Lage gehalten. Auf dem Tragrahmen 14 wird außerdem ein Kippauslöser 21 vorgesehen, der dazu dient, die Mulde 19 zusammen mit dem Muldenkörper 13 so zu kippen, daß die zu sortierende Frucht 23 sanft zur Seite rollen kann, wenn ein Nocken 22 der Ausstoßvorrichtung 7 mit dem Kippauslöserhebel 21 in Berührung kommt.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Unterlage wird anhand der Fig. 8 bis 11 erläutert. In diesem Fall wird die Mulde 19 kippbar relativ zum Muldenkörper 13 angeordnet. Der Muldenkörper 13 wird mit einem Mitnehmer 20 ausgestattet und nicht kippbar befestigt. In diesem Falle kann die Mulde 19 in eine Vielzahl von Einzelmulden aufgeteilt werden. Übrigens kann der Tragrahmen 14 in diesem Ausführungsbeispiel ebenso wie vorher angeordnet werden.

Anders als bei Mulden oder Körben herkömmlicher Vorrichtungen zum Sortieren nach dem Gewicht, wird die vorliegende Mulde 19 auf der Oberseite so ausgebildet, daß sie Licht absorbiert (nicht reflektiert), derart, daß eine darauf liegende Frucht deutlich von der Muldenoberfläche zu unterscheiden ist. Ein weiteres Merkmal der vorliegenden Mulde besteht darin, daß sie eine sehr flache Tellerform besitzt, um zu erreichen, daß die äußere Erscheinungsform der zu sortierenden Frucht 23 sowohl von oben als auch von der Seite her zu beobachten ist.

Die Unterlage 3 besitzt entweder eine Mulde 19 auf einem Muldenkörper 13 oder mehrere ungeteilte Einzelmulden auf jedem Muldenkörper 13, wobei jeder der unterteilten Mulden ein gesonderter Mitnehmer 20 zugeordnet wird. Im Falle der unterteilten Mulden werden die auf jeder der Einzelmulden liegenden Früchte einzeln durch Kippen eine nach der anderen beginnend mit der ersten Einzelmulde entladen, derart, daß jede Frucht sanft und ohne Gewaltanwendung zu entladen ist. Die Oberseite jeder Wanne kann mit einem weichen elastischen Material abgedeckt werden, beispielsweise ist ein nach Art künstlichen Rasens ausgerüstetes Material mit aufrecht stehendem Flor geeignet, die Frucht in stabiler Lage zu halten und sie zugleich von einer Beschädigung zu schützen. Mit im wesentlichen denselben Vorteilen kann das weiche elastische Material auch nach Art eines Luftkissens ausgebildet werden.

In der Frucht-Ausstoßzone kann die Mulde 19 gekippt werden, indem der Nocken 22 momentan mit dem Kippauslöserhebel 21 in Kontakt gebracht wird. Die Frucht kann daher ohne Schwierigkeit entladen bzw. ausgestoßen werden.

In herkömmlichen Vorrichtungen wird der die Frucht aufnehmende Korb so angeordnet, daß er beim Vorbeigleiten an einem Nocken oder einer Führung gekippt wird. Hierzu werden ein Hebel, ein Stift oder eine vom Boden oder aus der Seite des Korbs vorspringende Rolle vorgesehen. Die bekannten Einrichtungen machen daher Schwierigkeiten in der Entladungszone. Diese Probleme werden durch die Erfindung überwunden. Da überdies das Kippen durch eine einfache Berührung - wie oben beschrieben - sofort auszuführen ist, können die Geschwindigkeit des Förderers und damit die Leistungsfähigkeit der Vorrichtung erhöht werden.

Die Klassierzone kann ferner mit einer Farb- und Fehlerprüfvorrichtung 10 ausgestattet werden, zu welcher wenigstens zwei als Sensoren für wenigstens zwei Blickrichtungen auf die Frucht angeordnete Kameras gehören. Der Farbgrad der Frucht wird in einem Farbgradrechner A mit für den Grad vorgegebenen Klassen verglichen. Der Gradrechner A liefert dann den für die jeweilig untersuchte Frucht geltenden Farbgrad. Bei der Fehlerprüfung erfassen dieselben Sensoren jeden Farbbereich oder entfärbten Bereich, der von einer vorgegebenen eigenen Hautfarbe der Frucht abweicht, und vergleichen die Größe des fehlfarbenen Bereichs mit den vorgegebenen Gradklassen, um eine Einordnung der Einzelfrucht nach Fehlergraden zu erhalten.

Die Größen der Fehler können in verschiedene Klassen eingeordnet werden, fehlerbehaftete Früchte können aber auch grundsätzlich als Ausschuß behandelt werden.

Der Reifegrad, der die Süße und Säure umfaßt, wird mit Hilfe des IQ-Analysators 11 gemessen. Der Wert ΔOD der Differenz der optischen Dichten (Differenz im geforderten Absorptionsvermögen), der die Reife jeder Fruchtart anzeigt, wird mit vorgegebenen Werten einer Gradklassifizierung in einem Reifegradrechner B verglichen, um den im Einzelfall geltenden Grad der Reife zu bestimmen.

Die Art der Untersuchung der äußeren Erscheinung hängt von der jeweilig zu behandelnden Fruchtsorte ab. Bei Äpfeln beispielsweise wird der Blütenrest auf der Oberseite der Frucht geprüft. Entsprechende Modellklassen werden gebildet und in den Speicher eines Gradrechners C zum Vergleich der beobachteten Ergebnisse eingegeben. Ein Apfel mit offenem und gespaltenem Kelchring im Blütenrest wird als süß, - Honig enthaltend, beurteilt, während ein Apfel mit geschlossenem und geschrumpftem Kelchring als nicht süß sondern herbe einzuordnen ist. Durch einen solchen Vergleich kann also eine brauchbare Klassifizierung für den Apfel geschaffen werden.

Bei Pfirsichen wird die Stielseite und nicht die Oberseite untersucht. Hierzu werden in den Speicher Klassiermuster folgender Art eingegeben: Ein Pfirsich mit einem Loch in der Delle seiner Stielseite wird mit dem niedrigsten Grad bewertet, da er einen gespalteten Stein enthält. Ein Pfirsich mit symmetrischer Rundung an beiden Seiten seiner Nahtlinie wird einem höheren Grad zugerechnet, während ein Pfirsich mit unsymmetrischer Rundung an der Nahtlinie zu einem niedrigeren Grad gehört. Durch Vergleich der Ergebnisse der vorgenannten Untersuchung mit Klassenmustern ergibt sich auf dieselbe Weise wie im Fall von Äpfeln eine brauchbare Klassifizierung.

Ein Gradsignal, das dem niedrigsten Untersuchungsergebnis aus den verschiedenen Prüfungen entspricht, wird dem Rechner 9 als der der Gesamtbeurteilung entsprechende Sortiergrad zugeführt. Die Früchte werden daraufhin aufgrund dieses Gradsignals sortiert.

Ein Beispiel der Ranguntersuchung wird in der beiliegenden Tabelle erläutert.

Jede der zur Aufnahme einer Frucht vorgesehenen Vorrichtungen soll relativ zu einem Sortierförderband so angeordnet werden, daß es etwas vor und zurück, auf und ab sowie nach links und rechts relativ zu den Förderketten zu bewegen ist. Eine flache, die jeweilige Frucht aufnehmende Mulde soll seitwärts schwenkbar auf dem oberen Teil des Körpers der Früchteunterlage befestigt werden. Letztere kann mit Hilfe eines Mitnehmers horizontal gehalten werden. Die Unterlage wird also vorzugsweise so angeordnet, daß die Mulde allein durch Berühren eines Ausrückhebels zu kippen ist.

Zum Messen des Gewichts der Frucht wird vorzugsweise eine elektronische Wägeeinheit vorgesehen. Zugleich mit der Gewichtsmessung können die Breite und Länge in der horizontalen Ebene der Frucht sowie die Höhe mit Hilfe der entsprechenden Formmeßeinrichtungen erfaßt werden. In herkömmlichen Sortiervorrichtungen werden gesonderte Mittel zum Bestimmen der Form und des Gewichts in Abhängigkeit von der zu sortierenden Fruchtart benötigt. Demgegenüber können mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung viele verschiedene Arten von Obst- und Gemüsefrüchten mit ein und derselben Einheit sortiert werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung bringt daher erhebliche wirtschaftliche Vorteile.

Da die Ausstoßeinheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung durch einfaches Berühren zu betätigen ist, können viele Ausstoßeinheiten innerhalb kurzer gegenseitiger Abstände einer Früchteunterlage zugeordnet werden. Ein relativ wenig benutzten Klassen zugeordneter Abschnitt kann kürzer gemacht werden als ein Abschnitt mit Klassen, auf die sehr viele Früchte entfallen. Dieser Vorteil erlaubt es nicht nur unnötigen Raumbedarf einzusparen, sondern ermöglicht es auch, die Sammelzonen für die Früchte so vorteilhaft aufzuteilen, daß die Einzelfrucht mit weniger Wahrscheinlichkeit beschädigt wird.

Die Klassiervorrichtung kann auch vor der Einrichtung zum Bewerten des Rangs nach Größe und Gewicht Meßmittel zum Bewerten des Grades abhängig von der Gesamterscheinung, wie Farbe, Fehler und Reifegrad, enthalten. Ein für den Gesamtgrad repräsentatives Gradsignal, welches die zusammengefaßten Untersuchungsergebnisse dieser Meßeinheiten umfaßt, wird der nachgeschalteten den Rang entsprechend Form und Gewicht bestimmenden Vorrichtung zugeführt, derart, daß das Sortieren nach Grad und Rang automatisch erfolgt. Durch das automatische Sortieren wird nicht nur Arbeitsaufwand eingespart sondern es werden auch Ungleichheiten in der Qualtität der Klassierung beseitigt und so das gute Ansehen des Lieferanten auf dem Markt gesichert.

Das automatische Sortieren nach dem Grad setzt den Hersteller in die Lage, Qualtitätsnormen vorzugeben, die den speziellen Erfordernissen des jeweiligen Markts gerecht werden.

Da die Messungen nach Grad (Farbe, Fehler, Reifegrad usw.) und Rang (Form und Gewicht) ausgeführt werden, während sich der jeweilige zu sortierende Gegenstand auf einer einzigen Unterlage befindet, kann die Sortierapparatur mit auf der Unterlage befindlichem Gegenstand fehlerfrei mit voller Kapazität und Leistung betrieben werden. Die Produktivität herkömmlicher Apparate, die etwa 50 bis 60% beträgt, kann daher bei Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung stark angehoben werden.

Claims (4)

1. Vorrichtung zum Sortieren von Gegenständen, wie Obst- und Gemüsefrüchten, verschiedener, unbestimmte Gestalten umfassender Formen, wobei die Gegenstände einzeln nacheinander auf in vorbestimmten Abständen an einem Kettenförderband angeordneten, von einem Stützglied in einer horizontalen Lage gehaltenen, signalbetätigt kippbaren Unterlagen entlang einer zum Ermitteln des Gewichts der Gegenstände Meßeinheiten aufweisenden Meßzone transportiert und anschließend entsprechend ihrer in einem Rechner ausgewerteten Meßwerte von einem Ausstoßer durch Kippen der Unterlagen in Aufnahmen entladen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlagen (3) aus einem mit der Förderkette (2) verbundenen Tragrahmen (14) und einem lose sowie geringfügig auf und ab, vor und zurück, nach links und rechts beweglich auf dem Tragrahmen (14) angeordneten Muldenkörper (13) bestehen, der eine flache, die äußere Erscheinungsform der Gegenstände (23) sowohl von oben als auch von der Seite her freigebende Mulde (19) aufweist, wobei der Muldenkörper (13) gegenüber dem Tragrahmen (14) bezogen zur Förderrichtung seitlich kippbar ist und die Tragrahmen (14) zumindest einen verschwenkbar gelagerten, zweiarmigen Hebel aufweisen, dessen einer, der Unterlage (3) zugewandter Arm als eine den Muldenkörper (13) in horizontaler Lage haltende Sperrklinke (20) und dessen anderer Arm unten aus der Förderkette (2) hervorragt und als Kippauslöserhebel (21) ausgebildet ist, daß in der Meßzone Meßeinheiten (5, 6) zum Messen der Form und der Größe der Gegenstände (23) angeordnet sind und zum Erfassen des Gewichts der Gegenstände (23) eine unterhalb des Transportweges angeordnete Wägeeinheit (4) die Muldenkörper (13) von den Tragrahmen (14) abhebt, und daß die Ausstoßer (7) durch Kontakt mit dem einer jeden Unterlage (3) zugehörigen Kippauslöserhebel (21) die Sperrklinke (20) ausrasten und den Muldenkörper (13) kippen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßzone mehrere die Gegenstände (23) kontaktlos, nach unterschiedlichen Kriterien inspizierende Meßeinheiten (10, 11, 12) mit Ausgang jeweils zu einem ein entsprechendes Gradsignal liefernden Einzelrechner (A, B, C) aufweist, die an einen Gesamtrechner (9) angeschlossen sind, der die von den Einzelrechnern eingehenden Gradsignale zum Sortieren der Gegenstände nach Rang und Grad auswertet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlage (3) mehrere getrennte Mulden (19) besitzt, daß jede der Mulden (19) mit einer diese in horizontaler Stellung haltenden Sperrklinke (20) zusammenwirkt, und daß die Mulden (19) der Unterlage (3) unabhängig voneinander zu kippen sind.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Meßzone eine Farb- und Fehlermeßeinheit (10), ein IQ-Analysator (11) und eine Oberflächenprüfvorrichtung (12) enthalten sind.