DE3627534A1 - Groessensortiermaschine fuer mindestens angenaehert rotationssymmetrische gegenstaende, insbes. kugelige massengueter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Grössensor­ tiermaschine für mindestens angenähert rotationssymme­ trische Gegenstände, insbesondere kugelige Massengüter nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Unter mindestens angenähert rotationssymme­ trischen Gegenständen im Sinne der vorliegenden Beschrei­ bung sollen nicht nur geometrisch festgelegte Körper aus formstabilen, insbesondere harten Materialien, son­ dern auch Baum- oder Feldfrüchte verstanden werden, welche vor einem Verarbeitungs- oder Verpackungsvorgang einer Grössensortierung unterzogen werden sollen. Bei den Baum- oder Feldfrüchten sind insbesondere Steinobst, wie Kirschen oder Mirabellen, eingeschlossen, welche vor dem Entsteinen für die Konfitüren- und Kompottherstellung grössensortiert werden sollen. Bei den Feldfrüchten seien Tomaten und Kartoffeln genannt, die nach Grösse sortiert verpackt werden sollen. Diese Aufzählung ist nicht abschliessend.

Es ist bekannt, für die Grössensortierung von rotationssymmetrischen Gegenständen Sieb- oder Loch­ blechanordnungen zu verwenden. Solche haben sich vor­ zugsweise für Grössensortierungen nach engen Toleranz­ kriterien bewährt. Richtet sich jedoch die Aufgabe auf eine Grobsortierung mit nur grössenordnungsmässiger Trennung von in grosser Menge anfallenden Teilen ähn­ licher Gestalt, so sind Sieb- oder Lochblechanordnungen meist zu wenig leistungsfähig, neigen zum Verstopfen oder sind gar geeignet, namentlich weiche Gegenstände, wozu insbesondere Früchte der erwähnten Arten gehören, zu beschädigen und für die Weiterverarbeitung oder den Verkauf ungeeignet zu machen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Grössensortiermaschine der eingangs genannten Art vorzu­ schlagen, durch die nicht nur formstabile, geometrisch festgelegte Körper, vorzugsweise kugelige Massengüter, sondern auch kugelige (inklusiv ovale) Baum- oder Feld­ früchte rationell und im wesentlichen beschädigungsfrei nach zwei oder mehr Grössenkriterien aussortiert werden können. Ausser dem eigentlichen Sortierabschnitt soll die Grössensortiermaschine auch Zuführ- und Wegführein­ richtungen einschliessen, die dem breitflächigen Heran­ führen eines Massengutes aus bezüglich Grösse gemischten Gegenständen oder Partikeln bzw. dem Weiterleiten zu Bearbeitungs- oder Verpackungsstationen der sortierten Gegenstände auf separaten Bahnen dienen. Die Grössen­ sortiermaschine soll ferner eine Einrichtung enthalten, mit welcher innerhalb eines Grössentoleranzbereiches zwischen benachbarten Grössenfeldern eine Bereichsver­ änderung vorgenommen werden kann, ohne am Sortierabschnitt oder an der Wegführeinrichtung bauliche Aenderungen vor­ nehmen zu müssen; dies hat den Zweck, die Belegung der Wegführeinrichtungen mit aussortierten Gegenständen im wesentlichen so auszugleichen, dass die Wegführbahnen etwa gleichmässig belastet sind und ein optimaler Betrieb der Weiterverarbeitungs- oder Verpackungseinrich­ tungen erzielbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch eine nach dem Patentanspruch 1 definierte Grössensortier­ maschine gelöst. Ausführungsformen dieser Maschine sind durch die abhängigen Ansprüche gekennzeichnet.

Der Vorteil der erfindungsgemässen Grössen­ sortiermaschine liegt in einem einfach und robust ge­ staltbaren Aufbau, bei dem in Nennlastbetrieb praktisch keine Stauzonen auftreten können. Im Zuführ- und Weg­ führbereich können infolge der "durchlässigen" Ausge­ staltung des Sortiermittels sowohl Reinigungsmittel, wie Wasser, oder Trockenmittel, wie Warmluft, oder andere Betriebs- oder Verarbeitungshilfsmittel nach Bedarf eingeführt werden. Alle Bauteile können leicht sauber gehalten werden und bedürfen praktisch keiner Wartung.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegen­ standes ist nachstehend anhand einer Grössensortier­ maschine für zu entsteinende Kirschen beschrieben. In der zugehörigen Zeichnung zeigt

Fig. 1 die Bauteile der Maschine schematisch im Verti­ kalschnitt,

Fig. 2 die Maschine nach Fig. 1 im Grundriss,

Fig. 3 eine partielle Seitenansicht des Kalibrierele­ mentes im Sortierabschnitt, in grösserem Massstab, und

Fig. 4 ein Anbaubeispiel für die Stäbe der Kalibrierein­ richtung an die Transportketten, und deren La­ gerung in einer Coulissenführung über einen Teil des Sortierabschnittes.

Die in den Fig. 1 und 2 gezeigten Bauteile der Grössensortiermaschine befinden sich vorzugsweise innerhalb eines nicht dargestellten Baugerüstes oder eines Baufundamentes, welches die orts- und höhenrichtige Stützung der Bauteile festlegt.

In Arbeitsrichtung von links nach rechts ange­ ordnet ist eine Lade- bzw. Waschwanne 1 (für Kirschen), in welche die zu sortierenden Gegenstände bzw. Kirschen eingegeben und gewaschen werden. Für den Fall, dass die zu sortierenden Gegenstände trocken manipuliert oder erst nach dem Anheben durch ein Förderband 2 behandelt werden sollen, ist die schematisch dargestellte Lade­ wanne 1 auch als Schüttbehälter ausgestaltbar. Ebenso kann das als Steilförderer gezeigte Förderband 2 hori­ zontal laufen und gegebenenfalls mit einer rittlings darauf aufgesetzten Rutsche als Lademittel versehen sein.

Die vom Ende 2′ des Förderbandes 2 abfallenden Gegenstände bzw. Kirschen 3 werden von einer Speise­ rutsche 4 aufgefangen, auf welche sie in angenähert gleichmässiger Breitenverteilung abwärtslaufen. Die Speiserutsche 4 sitzt auf einem Vibrator 5, durch den sie in kreisende Schwingungen versetzt wird. Eine Ober­ flächenstrukturierung des Rutschenbodens bewirkt zusam­ men mit der Vibrationsbewegung der Rutsche 4 die erwähnte Breitenverteilung der Kirschen.

Am ablaufseitigen Ende 4′ der Speiserutsche 4 ist der allgemein mit 6 bezeichnete Sortierabschnitt angeordnet, der innerhalb einer Schutzwanne 7 enthält: ein über satzweise vorhandene Umlenkräder 8, 9, 10 und 11 laufendes kettengestütztes Kalibrierelement 12, das in Fig. 3 in grösserem Massstab gezeigt und anhand dieser Figur beschrieben wird, ein die grössensortierten Gegenstände bzw. Kirschen 3′, 3′′ aus dem Sortierabschnitt 6 herausführendes schematisch gezeigtes Transportmittel 13 in Form eines einzelnen Förderbandes, welches im Falle des dargestellten Zweispuren-Förderbandes durch eine etwa längsmittig über dem oberen Bandtrum angeordnete Trennwand 14 in zwei etwa gleich breite Spuren 15.1, 15.2 unterteilt ist; ferner Ablenkbleche 16, 17, welche die durch das Kalibrier­ element 12 hindurch gefallenen Gegenstände (Kirschen) dem Transportmittel bzw. Förderband 13 zuführen und eine der Trennwand 14 zugeordnete schwenkbare Weichenanordnung 18 mit einer Ablenkfahne, welche über die ganze Breite des Kalibrierelementes 12 reicht und die Zuordnung der in einem Durchmesser-Toleranzbereich T zwischen Marken B und C anfallenden Gegenstände (Kirschen) entweder der Transportbandspur 15.1 oder der benachbarten Spur 15.2 vorzunehmen gestattet.

Das als Förderband gezeigte Transportmittel 13 kann weiterhin auf nicht gezeigte Weise in der Form von mehreren separaten Förderbändern oder als Ablaufrutschen gestaltet sein.

Die zwischen den Umlenkrädersätzen 11 und 8 liegende Strecke des Kalibrierelementes kann als zwischen den oberen Enden 16.1 und 17.1 der Ablenkbleche 16, 17 liegende eigentliche Sortierstrecke bezeichnet werden.

Am Boden der Schutzwanne 7 ist ein Ablaufschacht 19 vorgesehen, über den abgetropftes Reinigungsmittel und nichtsortierte Gegenstände (Kirschen) aus dem Sor­ tierabschnitt herausschaffbar ist. Zum Spannen des Kalibrierelementes 12 ist vorteilhaft ein Satz der Um­ lenkräder 9, 10 in Pfeilrichtung A verschiebbar. Zweck­ mässig sind hierzu die Lager der genannten Umlenkräder auf nicht gezeigten Schlitten aufgebaut, die allenfalls von der Aussenseite der Schutzwanne 7 her betätigbar sind.

Für den Sortiervorgang bei einer erfindungs­ gemässen gestalteten Grössensortiermaschine ist die zwischen den Umlenkrädersätzen 11 und 8 (Reihenfolge in Arbeitsrichtung) liegende definiert gekrümmte Strecke des Kalibrierelementes 12 massgebend. Für die Erläuterung sei auf die Fig. 3 und 4 verwiesen.

Das gemäss Fig. 2 auf seinen Aussenrändern mit je einer Doppelrollenkette 20 versehene Kalibrierelement 12 enthält ketteninnenseitig Traglaschen 21, die mit je­ weils einem ein Bolzenpaar bildenden Kettenbolzen 22 ver­ nietet oder verschweisst sind (siehe diesbezüglich auch die Fig. 4). Die Traglaschen 21 sind so auf die Ketten 20 aufgesetzt, dass jeweils ein leeres Kettenglied zwi­ schen zwei mit Traglaschen 21 versehenen Kettengliedern liegt, um die Beweglichkeit der Ketten sicher zu stellen. Es versteht sich, dass bedarfsweise auch andere Ketten­ gliedkombinationen möglich sind, die die erforderliche Beweglichkeit sicherstellen.

Zwischen aufeinander ausgerichteten Traglaschen 21 der beiden aussenliegenden Doppelrollenketten 20 sind Rundstäbe 23 eingesetzt, die rechtwinklig zu den Ketten stehen und entweder fest mit den Traglaschen 21 verbun­ den, oder durch eine (nicht gezeigte) Zapfenlagerung in die Laschen eingesetzt sind. Die Rundstäbe 23 begrenzen einen zwischen ihnen liegenden quer zum Durchlaufweg des Kalibrierelementes 12 liegenden Kalibrierschlitz K ₁, K ₂, dessen Breite entsprechend der Bahnkrümmung des Kettenpfades veränderbar ist. Durch je eine die paarweise vorhandenen Umlenkrädersätze 8-11 verbindende Welle 24 ist ein synchroner, verklemmungsfreier Umlauf der Ket­ ten 20 samt auch loser Rundstäben 23 sichergestellt. Letztere sind in Fig. 2 der Uebersichtlichkeit halber gebrochen gezeigt.

Von den insgesamt vier gezeigten Kettenumlenk­ rädersätzen braucht nur einer angetrieben zu werden. Im vorliegenden Fall ist es zweckmässig der mit dem Motor M angetriebene Rädersatz 11. Die in Uhrzeigerrichtung umlaufenden Ketten verlassen dann im wesentlichen zug­ entlastet diesen Rädersatz 11 und gelangen anschliessend in je eine Coulissenführung 25, durch welche sie sich längs eines definiert verlaufenden Pfades bewegen. Dieser verläuft in einem ersten Abschnitt I-II längs einer aus mehreren gekrümmten Abschnitten mit zunehmenden Radien zusammengesetzten Kurve, die anschliessend von II bis III in eine tangential auf den Rädersatz 8 führende Gerade übergeht.

Eine schematische Darstellung einer Coulissen­ führung 25 geht aus Fig. 5 hervor. Die Doppelrollenkette 20 ist im Kanal einer U-Profil-Schiene geführt, welche ihrerseits direkt oder über Abstandstücke 26 mit der be­ nachbarten Seitenwand 7′ der Schutzwanne 7 verbunden sein kann.

Der gemäss Fig. 3 im Abschnitt I-II der Cou­ lissenführung 25 gewählte Krümmungsgrad bezweckt, die Abstände zwischen den am distalen Ende der Traglasche 21 aufgesetzten Rundstäben 23 beim Verlassen des Umlenk­ rädersatzes 11 zunächst auf der ersten Hälfte des Ab­ schnittes auf ein Mass zu verkleinern, das etwa dem Mindestdurchmesser der zu sortierenden Gegenstände (Kir­ schen) entspricht. In der zweiten Hälfte des Abschnittes I-II verändert sich der Krümmungsgrad so, dass die Trag­ laschenend- bzw. Rundstababstände sukzessive auf ein Mass ansteigen, das etwa dem mittleren Durchmesser der zu sortierenden Gegenstände entspricht. Grundsätzlich ist der Abstand der Rundstäbe 23 direkt proportional zum Polygonwinkel zwischen zwei benachbarten Kettengliedern. Liegen die Traglaschen 21 in einer Krümmung radial-ein­ wärts, so ergibt sich ein kleinerer Stababstand als bei gestreckter Kette. Umgekehrt ergeben sich bei radial auswärts liegenden Traglaschen 21 grössere Stababstände. Dies wird bei der vorliegenden Erfindung angewandt.

Da im auf die beschriebene Krümmung fol­ genden geraden Abschnitt II-III die Rundstababstände unverändert bleiben, können erfahrungsgemäss etwas mehr als 98% der Gegenstände (Kirschen) die Schlitze zwischen benachbarten Rundstäben passieren und über die Ablenk­ bleche 16, 17 auf das Förderband 13 fallen. Der Rest der Gegenstände wird weiter auf den Scheitel über dem Umlenkrädersatz 8 angehoben, wo sich die Abstände infolge der Radkrümmung wieder so vergrössern, dass praktisch alle verbleibenden Gegenstände durchfallen. Immer noch zu grosse Gegenstände werden über die Aussenseite des anschliessend abwärts laufenden Trums des Kalibrierge­ schirrs 12 ausgetragen. Sie können durch den Ablauf­ schacht 19 aus dem Sortierabschnitt 6 entfernt werden.

Der gleiche Oeffnungseffekt wie bei der Um­ lenkung der Ketten 20 um den Rädersatz 8 ist erzielbar, wenn vor dem Uebergang der Kettenlinie auf den Räder­ satz 8 eine konvexe Krümmungsstrecke vorgesehen wird.

Die bereits anhand der Fig. 1 erwähnte Weichen­ anordnung 18 besteht im wesentlichen aus einer Schwenk­ klappe 27 und einer bewegungsbegrenzenden blockierbaren Lagerung 28. Die Schwenkklappe 27 ist über einen Winkel­ bereich von 60-90° entsprechend einer Weglänge T zwischen Marken B und C am Kalibrierelement 12 ver­ schwenkbar. Die Lagerung 28 befindet sich direkt ober­ halb der Trennwand 14, um die über den Bereich T anfal­ lenden Gegenstände gezielt der einen oder anderen der Förderbandspuren 15.1, 15.2 zuzuweisen (siehe diesbe­ züglich die Pfeile D, E in Fig. 3).

Für den Fall, dass die zu sortierenden Gegen­ stände (Kirschen) in mehr als zwei Grössenbereiche auf­ geteilt werden sollen, können beispielsweise auf dem­ selben Förderband zwei und mehr Trennwände 14 angeordnet werden, welchen Trennwänden je eine Weichenanordnung 18 beizuordnen wäre. Die Aufgabe der Weichenanordnung 18 kann neben der Erzielung einer im wesentlichen gleich­ mässigen Belegung aller Spuren der Transporteinrichtung 13 auch die Zuordnung der Spuren an bestimmte Grössen­ fraktionen der Gegenstände sein.

Das gleiche gilt sinngemäss, wenn das als einzelnes Förderband gezeigte Transportmittel 13 in der Form von mehreren separaten Förderbändern oder als eine oder mehrere Ablaufrutschen gestaltet ist.

Die Verstellbarkeit der Weichenanordnung 18 erstreckt sich über einen Grössenbereich der aussortierten Gegenstände, über den diese sowohl der Transportbandspur 15.1 als auch der Spur 15.2 zugeleitet werden können, um einwandfrei weiterverarbeitet zu werden. Die Vorwahl der Weichenstellung kann sowohl von Hand als auch durch einen Servomotor (nicht gezeigt) erfolgen, der beispiels­ weise von einer die Belegung der Spuren 15.1, 15.2 über­ wachenden Sensor-Wäge- oder Zähleinrichtung gesteuert wird.

Claims (6)

1. Grössensortiermaschine für mindestens ange­ nähert rotationssymmetrische Gegenstände, insbesondere kugelige Massengüter, bestehend aus einem ein betriebs­ mässig umlaufendes Kalibrierelement (12) aufweisenden Sortierabschnitt (6), einer die zu sortierenden Gegen­ stände dem Kalibrierelement zuführenden vibrationsbeauf­ schlagten Zuführeinrichtung (4) und einer die in mindestens zwei Grössenfraktionen aufgeteilten Gegenstände aus dem Sortierabschnitt (6) abführenden Transporteinrichtung (13), dadurch gekennzeichnet, dass das Kalibrierelement (12) eine Anzahl zwischen zwei seitlich flankierenden ge­ schlossenen Rollenketten (20) und von diesen radial aus­ wärts distanziert angeordnete untereinander parallele Rundstäbe (23) enthält, deren einander zugewandte Ober­ flächenpartien einen Kalibrierschlitz (K ₁, K ₂) begrenzen, dass die Rundstäbe (23) in einer zu Kettenebene parallelen Ebene angeordnet sind, dass die Rollenketten (20) über in Ecken eines Polygons gelagerte Umlenkrädersätze (8-11) geführt sind und zwischen benachbarten oben liegenden Umlenkrädersätzen (11, 8) eine Sortierstrecke ausgebildet ist, in der beide Ketten (20) in einer Coulissenführung (25) längs eines Pfades laufen, der in Arbeitsrichtung gesehen, vom rückwärtigen Umlenkrädersatz (11) ausgehend, einer Linie folgt, die tangential in eine konkave Krüm­ mungsstrecke (I-II) mit progressiv grösser werdendem Radius übergeht und über eine Verbindungsgerade (II-III) tangential in den vornliegenden Umlenkrädersatz (8) ein­ läuft, wobei die Schlitzbreite vom Beginn (I) der Krüm­ mungsstrecke (I-II) mit zunehmendem Radius von einem Minimalwert auf einen Maximalwert geht, und dass unter­ halb der Sortierstrecke Mittel (16, 17, 18) zum Zuführen der nach Grösse sortierten Gegenstände an getrennte Bahnen (15.1, 15.2) der Transporteinrichtung (13) angeordnet sind.

2. Grössensortiermaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Zuführen der sortierten Gegenstände an die Transporteinrichtung (13) einer­ seits Ablenkbleche (16, 17) umfassen, deren dem Kalibrier­ element (12) zugewandten Enden (16.1, 17.1) die Länge der Sortierstrecke begrenzen, und andererseits mindestens eine Weichenanordnung (18) mit einer über die ganze Breite des Kalibrierelements (12) reichenden Schwenkklappe (27) enthalten, deren Schwenkweg (α) bezüglich der Sortier­ strecke einen Toleranzbereich (T) begrenzt, innerhalb welchem die sortierten Gegenstände der einen oder anderen von benachbarten Bahnen (15.1, 15.2) zuweisbar sind.

3. Grössensortiermaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinrichtung (13) ein einstückiges Förderband ist, das durch eine oder mehrere Trennwände (14) in separate Bahnen (15.1, 15.2) aufgeteilt ist.

4. Grössensortiermaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportein­ richtung (13) aus mehreren voneinander unabhängigen För­ derbändern besteht.

5. Grössensortiermaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinrichtung (13) Ablaufrutschen aufweist.

6. Grössensortiermaschine nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportein­ richtung mit Wäge- oder Zähleinrichtungen zur Steuerung der Weichenanordnung (18) versehen ist.