DE3627534C2 - Größensortiermaschine für mindestens angenähert rotationssymmetrische Gegenstände, insbesondere kugelige Massengüter - Google Patents
Größensortiermaschine für mindestens angenähert rotationssymmetrische Gegenstände, insbesondere kugelige MassengüterInfo
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
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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 ähnlicher 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.
Aus der DE-OS 27 04 639 ist eine Größensortiermaschine mit zwei umlaufenden Ketten
bekannt, zwischen denen eine Vielzahl von beabstandeten Rollen angeordnet ist. Die
Rollen weisen über die gesamte Sortierstrecke voneinander einen konstanten Abstand
auf. Eine Reihe stabförmiger Elemente ist unterhalb der Zwischenräume zwischen den
Rollen angeordnet. Auf der Sortierstrecke nimmt nun der vertikale Abstand der Rollen
und der stabförmigen Elemente zu, so daß die Zwischenräume, durch die Objekte auf
die unterhalb angeordneten Abführ-Transportbänder fallen können, zunehmen. Diese
Sortiermaschine hat jedoch den Nachteil, daß der Absenkmechanismus der stabförmigen
Elemente technisch vergleichsweise aufwendig ist.
Aus der US-PS 4,075,088 ist eine Größensortiermaschine mit von zwei parallelen,
umlaufenden Ketten geführten Rollen bekannt. Die Ketten werden über die
Sortierstrecke von einem Paar gleichsinnig konvex verformbaren Blattfedern geleitet,
wodurch sich die Rollen - je nach Durchbiegung der Blattfedern - mehr oder weniger
voneinander spreizen. Durch Einstellung der Vorspannung der Blattfedern ist die Weite
der Kalibrierschlitze einstellbar. Über die gesamte Sortierstrecke ist die Weite der
Kalibrierschlitze jedoch konstant. Somit kann nur nach einem einzigen Größenkriterium
aussortiert werden.
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 Änderungen 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 Kulissenführung 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, einer 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 114 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 114 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 K1,
K2, 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 Übersichtlichkeit 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 Kulissenführung 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 Kulissen
führung 25 geht aus Fig. 4 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 Ku
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 sich 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 Öffnungseffekt wie bei der Um
lenkung der Ketten 20 um den Rädersatz 8 ist erzielbar,
wenn vor dem Übergang 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 parken 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 aus sortierten
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-Wärme- oder Zähleinrichtung gesteuert wird.
Claims (6)
1. Größensortiermaschine für mindestens angenähert ro
tationssymmetrische Gegenstände, insbesondere kugelige Mas
sengüter, bestehend aus einem ein betriebsmäßig umlaufendes
Kalibrierelement (12) aufweisenden Sortierabschnitt (6), ei
ner die zu sortierenden Gegenstände dem Kalibrierelement zu
führenden vibrationsbeaufschlagten Zuführeinrichtung (4) und
einer die in mindestens zwei Größenfraktionen aufgeteilten
Gegenstände aus dem Sortierabschnitt (6) abführenden Trans
porteinrichtung (13), wobei das Kalibrierelement (12) eine
Anzahl zwischen zwei seitlich flankierenden geschlossenen
Rollenketten (20) und von diesen radial auswärts distanziert
angeordnete untereinander parallele Rundstäbe (23) enthält,
deren einander zugewandte Oberflächenpartien einen Kalibrier
schlitz (K1, K2) begrenzen, die Rundstäbe (23) in einer zur
Kettenebene parallelen Ebene angeordnet sind, die Rollenket
ten (20) über in Ecken eines Polygons gelagerte Umlenkräder
sätze (8-11) geführt sind und zwischen benachbarten oben
liegenden Umlenkrädersätzen (11, 8) eine Sortierstrecke aus
gebildet ist, in der beiden Rollenketten (20) laufen, dadurch
gekennzeichnet, daß die Rollenketten (20) in einer Kulis
senführung (25) längs eines Pfades laufen, der in Arbeits
richtung gesehen, vom rückwärtigen Umlenkrädersatz (11) aus
gehend, einer Linie folgt, die tangential in eine konkave
Krümmungsstrecke (I-II) mit progressiv größer werdendem Ra
dius übergeht und über eine Verbindungsgerade (II-III) tan
gential in den vornliegenden Umlenkrädersatz (8) einläuft,
wobei die Schlitzbreite vom Beginn (1) der Krümmungsstrecke
(I-II) mit zunehmendem Radius von einem Minimalwert auf einen
Maximalwert geht, und daß unterhalb der Sortierstrecke Mit
tel (16, 17, 18) zum Zuführen der nach Größe sortierten Ge
genstände an getrennte Bahnen (15.1, 15.2) der Transportein
richtung (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.
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