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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Sortieren von Gegenständen, wie
z.B. besonders empfindlichen Objekten wie Fisch oder Garnelen, nach
ihrer Größe. Die
Vorrichtung umfasst nebeneinander angeordnete, im Wesentlichen parallele
endlose Förderbänder, die
durch Klappsegmente mit einem schrägen Querschnitt ausgebildet
sind, derart, dass zwischen jedem benachbarten Paar von Bändern ein
V-förmiges Tal
mit im Wesentlichen kontinuierlichen, steilen schrägen Seiten
ausgebildet ist.
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Allgemeiner Stand der Technik
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In
der Lebensmittelverarbeitungsindustrie existieren viele unterschiedliche
technische Lösungen
zum Sortieren empfindlicher Gegenstände wie Fisch oder Garnelen.
Jede mechanische Behandlung solcher Gegenstände muss sanft erfolgen, wobei
jedoch gleichzeitig die Nachfrage nach einer Arbeit sparenden Verarbeitung
mit hohem Durchsatz, die auch das Sortieren nach Größe mit einschließt, ständig zunimmt.
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Zu
gegenwärtig
verfügbaren
Sortiervorrichtungen gehören
Gratfördermaschinen,
wie sie zuvor von diesen Erfindern entwickelt wurden und in
WO 96/41541 und
WO 98/48951 offenbart sind,
deren Gesamtinhalt hier durch Querverweis zitiert wird. Andere ähnliche
Vorrichtungen sind in
US-Patentschrift 4,723,660 und
in der
Norwegischen Patentschrift
132 917 beschrieben. Gratfördermaschinen umfassen nebeneinander
angeordnete Förderbänder, die
so angeordnet sind, dass die Breite der Kanäle zwischen benachbarten Bändern am
Entladeende der Bänder
größer ist
als am Ladeende. Die zu sortierenden Objekte werden am Ladeende
der Fördereinrichtungen
geladen, und von den Fördereinrichtungen hin
zum Entladeende transportiert. Mittel zum gleichmäßigen und
passenden Laden der Objekte am Ladeende wurden entwickelt und beschrieben,
z.B. in
WO 98/48951 .
Die Objekte fallen durch die Kanäle zwischen den
Bändern,
wenn die Breite des Objekts annähernd
der Breite des Kanals entspricht. Auf diese Weise fallen kleinere
Objekte früher
durch die Kanäle,
während
größere Objekte
von der Fördereinrichtung
weiter transportiert werden, bevor sie durch die Kanäle fallen.
Unter Verwendung solcher Maschinen wurden Objekte wie z.B. Kapelan
oder Sardinen mit Hilfe von 5 m langen Fördereinrichtungen in drei bis
vier Größen sortiert,
wobei allerdings die Genauigkeit der Größeneinteilung eingeschränkt ist.
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Übliche Gratbandsortiermaschinen
weisen jedoch einige Nachteile auf und verfügen über eine eingeschränkte Sortierauflösung. Optimal
werden Objekte wie ganze Fische oder Garnelen entsprechend ihrer
Nennbreite sortiert, gemessen am Körper des Objekts, das auf seinem
Rücken
liegt, in einer vertikal symmetrischen Ausrichtung orthogonal zur Mittelebene,
die die linke und rechte Seite des im Wesentlichen symmetrischen
Objekts trennt. Wenn das Objekt jedoch gekrümmt in einem Sortierkanal liegt, wird
es entsprechend einer gekrümmten
Breite sortiert, die größer als
die Nennbreite ist, weshalb das Objekt erst später durch den Sortierkanal
fällt.
Wenn das Objekt, wie z.B. eine Garnele, eine unregelmäßige Form
aufweist, kann seine „gekrümmte Breite" wesentlich größer sein
als seine Nennbreite, wie in 4 gezeigt.
Dieses Problem einer unregelmäßigen Ausrichtung
der Objekte senkt die Genauigkeit und mögliche Auflösung der Sortierung und bedeutet,
dass sortierte Lose einen erheblichen Anteil an zu kleinen Objekten
enthalten, d.h. Objekten, die zu weit am Sortierkanal entlang befördert wurden
und zu spät
durch den Kanal in eine Größeneinteilung
fallen, die für
größere Objekte
vorgesehen ist.
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Beim
Testen einer Gratsortiermaschine des Stands der Technik mit 5 m
langen Gratbändern,
die Sortierkanäle
in einer Breite von 8 bis 18 mm (mit einer Breitenzunahme von 2
mm/m) bildeten, waren 20 bis 70 % der Objekte (Kapelan oder Garnele)
unregelmäßig angeordnet,
und diese Objekte wurden bis zu 60 cm weiter an den Sortierkanäle entlang
getragen, als dies bei einer korrekten Ausrichtung der Fall gewesen
wäre. Das
bedeutet, dass ein erheblicher Anteil der Objekte einem Los der
falschen Größe zugeordnet
wird.
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Kurzdarstellung der Erfindung
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Die
Erfinder haben zu ihrer Überraschung festgestellt,
dass eine wesentlich bessere Sortierung erzielt werden kann, wenn
Gratbänder
mit im Wesentlichen steilen Seiten versehen werden, derart, dass
V-förmige
Kanäle
mit offenem Boden zwischen benachbarten Bändern gebildet werden, mit
einem Kanalwinkel im Bereich von 12 bis 40 ° (d.h. jede Seite weist einen
Winkel im Bereich von etwa 70 bis 85 ° auf), da die Objekte auf diese
Weise wesentlich gleichmäßiger (nicht
gekrümmt)
in den Sortierkanälen
ausgerichtet sind.
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung weist Sortierkanäle
auf, deren Seitenwände eine
Neigung von etwa 80 ° aufweisen,
d.h. einen Gesamtkanalwinkel von 20 ° zwischen den zwei Seiten eines
Sortierkanals, der zwischen zwei Gratbändern ausgebildet ist, die
mehrere Klappelemente umfassen, welche jeweils ferner einen offenen
Spalt umfassen. Eine solche Vorrichtung mit 5 m langen Fördereinrichtungen
kann dazu benutzt werden, Objekte wie z.B. Kapelan oder Garnelen
mit wesentlich höherer
Genauigkeit als bei Gratbandsortiermaschinen des Stands der Technik
in vielen unterschiedlichen Größeneinteilungen
zu sortieren.
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Kurze Beschreibung der Figuren
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1 zeigt
ein Segment eines Förderbandes
der Erfindung.
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2a ist eine Seitenansicht eines Segments,
und 2b zeigt die Vorderseite und die
Rückseite
eines Segments.
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3 zeigt
fünf verbundene
Segmente.
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4 zeigt
den Unterschied zwischen der gemessenen Breite von Objekten wie
z.B. einer Garnele (4a) und einem Kapelan (4b)
in einer vertikal symmetrischen und einer vertikal gekrümmten Position.
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5 zeigt
den Unterschied zwischen einer gerade liegenden Garnele in einem
erfindungsgemäßen Sortierkanal
(5a) und einer Vorrichtung des Stands der Technik (5b).
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6 zeigt
die Kontaktpunkte zwischen einem Objekt wie z.B. einer Garnele und
den Seitenwänden
eines erfindungsgemäßen Sortierkanals
(6a) und gemäß dem Stand
der Technik (6b), 6c verdeutlicht den Unterschied
zwischen den Kontaktpunkten.
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7 ist
eine Seitenansicht einer Vorrichtung der Erfindung.
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8 ist
eine Draufsicht auf eine Vorrichtung der Erfindung.
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Detaillierte Beschreibung
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Wie
erwähnt,
ist die Vorrichtung der Erfindung dazu geeignet, empfindliche Objekte
wie Kapelan, Sardinen oder Garnelen zu sortieren, und kann auch
dazu benutzt werden, andere empfindliche Waren wie z.B., ohne Beschränkung darauf,
Hering, Makrele, Menhaden, Sardellen, Pferdemakrele und Blauen Wittling,
sowie Austern, Muscheln und Miesmuscheln und andere Produkte mit ähnlichen
Eigenschaften zu sortieren.
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Die
Vorrichtung ist besonders zum Sortieren von Garnelen nützlich,
entweder geschält
oder mit Schale, während übliche Gratbandsortiermaschinen des
Stands der Technik nicht zum Sortieren von Garnelen geeignet sind.
Wie in 5a gezeigt, weisen Garnelen 15 eine
Tendenz auf, sich in dem steilen Sortierkanal der Vorrichtung der
Erfindung vertikal symmetrisch auszurichten, so dass die Messbreite der
Garnele, quer zum Kanal gemessen, der Nennbreite 10 des
Garnelenkörpers
entspricht. Zum Vergleich ist in 5b eine
Garnele gezeigt, die zwischen zwei Segmenten einer Gratsortiermaschine des
Stands der Technik liegt. Derartige Segmente des Stands der Technik
weisen wesentlich weniger schräge
Seiten, oder etwa 60 bis 65 °,
auf, die einen breiteren, niedrigeren Kanal bilden, so dass es zu
einer Neigung zu einer Seite des Kanals kommt, wodurch die effektive
Breite der Garnele größer als
die Nennbreite ist. Die weniger steilen Seiten bewirken, dass die
Kontaktpunkte 12 zwischen der Garnele und den Kanalseiten,
wie in 6b und 6c gezeigt,
weiter unten näher
am Rücken
der Garnele und weiter entfernt vom Körperschwerpunkt der Garnele
angeordnet sind, so dass diese weniger stabil ausgerichtet ist und
eine wesentlich höhere
Tendenz zeigt, sich zu ihrer linken oder rechten Seite zu neigen. 6a zeigt eine Garnele, die in einem Sortierkanal
in einer Vorrichtung der vorliegenden Erfindung liegt, wobei die Kontaktpunkte 13 zwischen
der Garnele und den Kanalseiten weiter oben an den Seiten der Garnele
angeordnet sind, so dass die Garnele stabiler ausgerichtet ist.
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Wie
erwähnt,
weisen die Sortierkanäle
gemäß der vorliegenden
Erfindung vorzugsweise einen Kanalwinkel 7 im Bereich von
etwa 10 bis 40 ° auf, vorzugsweise
im Bereich von 15 bis 35 °,
und insbesondere im Bereich von 20 bis 30 °. In besonders nützlichen
Ausführungsformen
weisen die Sortierkanäle
einen Kanalwinkel von etwa 20 ° auf.
Dies würde dem Fall
entsprechen, dass der Winkel 8 der Seiten der Kanäle im Bereich
von etwa 70 bis 85 ° liegt,
und vorzugsweise im Bereich von etwa 70 bis 80 °, und insbesondere etwa 75 bis
80 °.
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Die
Vorrichtung der vorliegenden Erfindung kann viele verschiedene Typen
von Bändern
benutzen, solange diese mit dem passenden Querschnitt ausgebildet
sind, wie hier beschrieben. In einer Ausführungsform werden fortlaufende
solide Bänder
benutzt, die aus einem elastischen biegsamen Material hergestellt
sind, so dass sich die Bänder
um die Förderräder 20 drehen
können.
Derartige Bänder
werden beispielsweise aus extrudierten Polymer-/Gummi-Gemischen
hergestellt. Wahlweise können
diese Bänder
regelmäßig verteilte
Kerben im Grat des Bandes aufweisen, um das Biegen des Bandes um
die Förderräder 20 zu
erleichtern.
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Andere
bevorzugte Ausführungsformen
benutzen Bänder,
die aus Klappsegmenten bestehen, wie sie in den begleitenden 1 bis 3 gezeigt sind.
Solche Segmente können
aus verschiedenen für
die Lebensmittelbranche geeigneten Materialien hergestellt sein,
z.B. Nylon und/oder HDPE (hochdichtes Polyethylen).
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In
einer Ausführungsform
der Vorrichtung der Erfindung weist jedes der Klappsegmente einen offenen
Spalt 3 zwischen den schrägen Seiten auf, wie in 1 und 2b gezeigt. Ein solcher offener Spalt vereinfacht
das Abspülen
und Waschen der Förderbänder erheblich.
Der offene Spalt unterstreicht außerdem einen wichtigen Aspekt
der Erfindung. Die Auslegung mit offenem Spalt ermöglicht eine
verringerte Seitenwandhöhe,
Flexibilität
und eine Anpassung der Neigung der Seitenwand. Bei üblichen
Gratbändern
mit Segmenten, die geschlossene Grate aufweisen, können sich
Verunreinigungen in den Segmenten festsetzen, die durch einfaches
Abspülen
schwer zu entfernen sind. Die Breite des Spalts hängt von
der Höhe der
schrägen
Seiten des Segments ab, wobei die Breite typischerweise im Bereich von
etwa 3 bis 12 mm liegt, z.B. im Bereich von etwa 3 bis 10 mm, einschließlich des
Bereichs von 4 bis 10 mm oder des Bereichs von 4 bis 8 mm, oder
etwa 4, 5, 6, 7, 8, 9 oder 10 mm.
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Die
Proportionen (Breite und Höhe)
der Segmente hängen
von den sortierten Objekten ab, ebenso wie die Breite, die benachbarte
Segmente trennt, d.h. die Breite der Sortierkanalböden. Typischerweise
liegt für
Objekte wie Kapelan oder Garnelen die Höhe der Segmente im Bereich
von etwa 5 bis 9 cm, oder im Bereich von etwa 6 bis 8 cm, oder etwa
5, 6, 7, 8 oder 9 cm Höhe.
Zum Sortieren größerer Gegenstände, wie
z.B. größerer Fische,
werden jedoch andere Abmessungen benutzt, z.B. mit Segmenten mit einer
Höhe im
Bereich von etwa 10 bis 20 cm, beispielsweise im Bereich von etwa
10 bis 15 cm. Bei derartigen groß segmentierten Bändern mit
offenen Spalten am Grat, wie sie oben beschrieben wurden, ist die
Breite des Spalts entsprechend größer, und behält dieselben
oder ähnliche
Proportionen bei, wie sie oben für
kleinere Bandsegmente beschrieben wurden.
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Die
Unterkanten 4 der schrägen
Seiten 2 können
entweder scharfe Berührungskanten
oder runde Kanten sein, oder können
mit dünnen
Rändern ausgebildet
sein, z.B. mit annähernd
1 bis 5 mm breiten Rändern.
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Die
schrägen
Seiten 2 der Segmente/Kanäle können im Wesentlichen flach
und glatt sein, können jedoch
in alternativen Ausführungsformen
auch ein geripptes oder gewelltes Muster aufweisen, das ein Sortieren
von Objekten mit einer unregelmäßigen Oberfläche ermöglichen
kann, z.B. für
Fische mit vorspringenden Augen und/oder Flossen.
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Die
Neigung der Gratbänder
liegt typischerweise im Bereich von etwa –5 ° bis 25 °, oder etwa 0 bis 10 °, z.B. im Bereich
von etwa 4 ° bis
10 °, z.B.
im Bereich von 4 ° bis
8 °, oder
im Bereich von etwa 5 ° bis
7 °. Bestimmte
Ausführungsformen
weisen eine Bandneigung im Bereich von etwa –3 ° bis 0 ° auf, z.B. etwa –3 ° oder etwa
0 ° (d.h.
horizontale Bänder).
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Die
Segmente können
in unterschiedlicher Weise aneinander gekoppelt werden, z.B. durch
einfache „Scharniere" 5, 6,
wie in 2a gezeigt. So bilden die Segmente
im Wesentlichen kontinuierliche Gratbänder 27, wie in 3 gezeigt,
und können Endlosschleifen
bilden, die von Schienen oder Bändern
um sich drehende Räder 20 geführt werden,
die die Gratbänder 27 in
Bewegung halten.
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7 zeigt
eine Seitenansicht einer Vorrichtung der Erfindung, die einen Rahmen 19,
Räder 20, Zuführmittel 21 bis 24 und
Auffangmittel 25, 26 aufweist. Aus Gründen der
Einfachheit sind nur fünf Gratbandsegmente 1 am äußeren Gratband 27 gezeigt. 8 ist
eine Draufsicht auf dieselbe Vorrichtung, die neun Gratbänder 27 aufweist,
wobei jedoch jede gewünschte
Anzahl von Bändern
benutzt werden kann. Eine größere Anzahl
von Bändern
kann Hinzufügungen
zum Zuführmittel
erforderlich machen, um sicherzustellen, dass das zu sortierende Material
auf alle Bänder
verteilt wird. Es ist gezeigt, dass die Sortierkanäle 9 am
Ausgabeende 29 breiter sind als am Zufuhrende 28.
Die Auffangmittel 25 können
für eine
unterschiedliche Anzahl von Größeneinteilungen
konfiguriert sein, wobei die Ausgabeendauffangmittel 26 die
Objekte erhalten, die zu groß sind,
um durch die Sortierkanäle
zu fallen. Bei einer Sortiermaschine, die für Objekte wie z.B. Kapelan, Sardinen
oder Garnelen konfiguriert ist, kann eine Kanalbreite benutzt werden,
die im Bereich von etwa 5 bis 10 mm beginnt, und bei 15 bis 25 mm
endet, in einer bevorzugten Ausführungsform
mit 5 m langen Fördereinrichtungen,
wobei die Sortierkanäle
am Zuführende 28 etwa
8 mm breit sind, und am Ausgabeende 29 etwa 18 mm breit.
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Die
Zuführmittel
12 bis
14 stellen
sicher, dass das zu sortierende Material gleichmäßig auf die Sortierkanäle verteilt
wird, und nicht auf den Gratspalten
3 an den Segmenten
angeordnet wird. Zuführmittel dieser
Art sind detailliert in der früheren
Anmeldung
WO 03/043428 des
Anmelders beschrieben, die hier in ihrer Gesamtheit durch Querverweis
zitiert ist.
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Eine
Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung,
die für
die Sortierung von Kapelan mit 28 Gratbändern konfiguriert ist, kann
bis zu 30 bis 40 Tonnen pro Stunde sortieren, und nimmt etwa 650 einzelne
Kapelane pro Sekunde auf. Die Genauigkeit der Sortierung ist hoch,
so dass die Anzahl von untergewichtigen Objekten in jeder Größeneinteilung
minimiert wird.