DE69000953T2

DE69000953T2 - Produkt-stabilisator.

Info

Publication number: DE69000953T2
Application number: DE1990600953
Authority: DE
Inventors: Michael D Schey Michael Schey; John H Wilbur John H Wilbur
Original assignee: SIMCO RAMIC CORP
Current assignee: SIMCO RAMIC CORP
Priority date: 1989-04-11
Filing date: 1990-04-11
Publication date: 1993-06-17
Anticipated expiration: 2010-04-12
Also published as: EP0392843A1; EP0392843B1; AU622787B2; DE69000953D1; NZ233177A; AU5259990A; ES2040048T3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Produktstabilisator und insbesondere einen Stabilisator zur Stabilisierung von Früchten und Gemüse, das sich mit hoher Geschwindigkeit auf einem Förderband bewegt.

Hintergrund der Erfindung

Bei der Verarbeitung von Früchten und Gemüse und anderen ähnlichen Produkten werden diese in der Regel auf einem Hochgeschwindigkeitsförderband transportiert, wobei die Produkte von einer Kamera überwacht werden und dann zerschnitten oder aussortiert, um schlechte oder fehlerhafte Produkte auszusortieren. Sie sollten natürlich relativ stabil liegen, wenn sie unter der Kamera passieren.
Vorhandene Verfahren zum Stabilisieren solcher Produkte enthalten einen aus chirurgischen Kunststoffschläuchen geformten Zylinder, der an Naben angeordnet ist, die von einem Gitter umgeben sind. Die Naben enthalten Reibungsfelgen für einen Rollkontakt mit dem sich bewegenden Band. Das gegen das auf dem Band befindliche Produkt rollende Gittermaterial stabilisiert es. Dieses ist dargestellt im US-Patent 4 830 180. Die Schwierigkeit bei diesem Gittermaterial besteht darin, daß es bestimmte Produktarten, so wie grüne Bohnen, aufsammelt, es ist deshalb schwierig, das Material sauber zu halten. Eine andere Radsorte ist eine Paddelradausbildung, die aus Schaumgummi besteht. Bei Schaumgummi steigt die Druckkraft zu stark an, wenn es gedrückt wird.

Zweck und Zusammenfassung der Erfindung

Es ist deshalb ein allgemeines Ziel der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Produktstabilisator vorzusehen.
Gemäß der genannten Aufgabe ist ein Produktstabilisator zur Stabilisierung von Produkten, z. B. Früchten und Gemüse, vorgesehen, die auf einem sich bewegenden Föderband geprüft werden, das ein Paar von rotierenden Naben aufweist, die rittlings und in treibender Verbindung durch Kontakt mit dem Förderband angeordnet sind und das einen aufblasbaren Balg aufweist, der aus biegsamem Material besteht und zwischen den Naben angeordnet ist, wobei der Balg so angeordnet ist, daß er ein Druckmedium aufnehmen kann und daß er zu einer im wesentlichen zylindrischen Form aufblasbar ist, die dem Balg ermöglicht, sich elastisch an Produkte anzupassen, die zwischen ihm und dem Förderband hindurchlaufen.
Bei dem Produktstabilisator der Erfindung ist ein aufblasbarer Balg mit den Naben verbunden, um einen luftdichten Zylinder zu bilden. Eine Quelle für Druckmedium, z. B. ein Gas wie Luft, setzt den Balg zu einem vorbestimmten Wert unter Druck. Der Balg besteht aus einem biegsamen Material und wird zu einem Druck leicht aufgeblasen, um sich an die Früchte und Gemüse anzupassen, die unter ihm hin durchlaufen.
Fig. 1 ist eine vereinfachte Seitenansicht eines Förderbandes mit dem Stabilisator der vorliegenden Erfindung, der auf das Produkt auf dem Band einwirkt,
Fig. 2 ist eine Rückansicht der Fig. 1;
Fig. 3 ist eine detailliertere Ansicht der Fig. 2, die die Druckanordnung zeigt;
Fig. 4 ist eine vereinfachte Querschnittsansicht der Lageranordnung von Fig. 3;
Fig. 5 ist eine stark vergrößerte Ansicht eines Bereichs der Fig. 1, der zeigt, wie der Produktstabilisator mit dem Produkt auf dem Förderband zusammenwirkt;
Fig. 6 ist eine alternative Ausführungsform der Fig. 2; und
Fig. 7 ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie 7-7 der Fig. 6 genommen wurde.
Fig. 1 zeigt ein Standardförderband 10, das Produkte 11 trägt, die im wesentlichen rundliche Früchte und auch Gemüse, so wie grüne Bohnen und Karotten, sein kann. Wie bei 11 dargestellt, befindet sich das Produkt in einem stabilen Zustand, jedoch ist es bei 12 instabil, da es gerade auf das Band durch einen Zufuhrmechanismus 13 aufgebracht wurde. Der zylindrische Produktstabilisator, dargestellt durch 14, unterdrückt durch Überrollen und Kontaktieren des Produkts jede zufällige Bewegung, und stabilisiert dieses dadurch.
Anschließend wird das stabilisierte Produkt 11 durch eine Kamera 16 überprüft und ein Auswerfer 17 tritt in Aktion, um fehlerhafte Produkte oder ähnliches zu entfernen. Die Produktflußrichtung wird dargestellt mit der Zahl 18.
Die detaillierte Endansicht der Fig. 2 zeigt den Roller 14 im ganzen und stellt dar, wie er zwischen den Naben 19, 20 ausgebildet ist, die sich beide in Kontakt mit der Oberfläche des Förderbandes 10 befinden, wobei die Naben rittlings und in treibender Verbindung durch Kontakt mit demselben sind. Auf diese Weise wird dieselbe lineare Bewegungsgeschwindigkeit für den Nabenumfang wie für das Förderband erreicht.
Zusätzlich befindet sich ausgestreckt zwischen den Naben 19, 20 ein aufblasbarer, luftdichter Balg 21, der einen luftdichten Zylinder bildet und aus biegsamem Material besteht, um sich an verschiedene Produktarten anzupassen, die sich auf dem Band bewegen.
Es wird angenommen, daß das optimale Material Buna-N (manchmal "Nitrol" genannt) ist, das ein 8 x 10&supmin;&sup4; m (1/32") dickes, weißes Gummimaterial ist und von der Food and Drug Administration anerkannt wird, und das einfach zu säubern ist sowie die nötige Biegsamkeit aufweist, um sich an eine große Vielzahl von Produktformen anzupassen. Typischerweise hat es einen Härtegrad Durometerhärte im Bereich von 5,1 - 5,8 N (60-70). Dies liegt im Vergleich zu Schaumgummi, das einen Härtegrad von 2,4 - 2,8 N (25 - 30) aufweist und gegen das, wie oben diskutiert, einzuwenden ist, das es eine zunehmende Kraft zeigt, wenn es zusammengedrückt wird. Hartes Gummi oder Plastik weist einen Härtegrad von 7,3 N (90) auf. Ein anderes geeignetes Material wäre auch schwarzes Neoprengummi, das dieselbe Dicke aufweist. Mit einer solchen Dicke sind die folgenden Luftdrücke in kg/m² (inches von Wasser) geeignet:
1. kleine weiße Kartoffeln - 127-103 (5-8);
2. Kirschen - 152-254 (6-10);
3. Erbsen - 203-305 (8-12);
4. Reis - 254 - 508 (10-20).
Mit der o.g. Biegsamkeit und Luftdrücken und mit einem Balg 21, der einen Durchmesser von ungefähr 0,17 in (7 inches) und eine Länge von 1,3 in (50 inches) aufweist, sind die Parameter von Druck und Biegsamkeit geeignet, um die o.g. Produkte zu stabilisieren. Es ist also offensichtlich, daß der Bereich von geeigneten Drucken zwischen 127 - 508 g/m² (5-20 inches von Wasser) liegt (24 inches von Wasser entsprechen 1 psi). Eine geringe Zunahme in der Dicke und eine Reduktion der Biegsamkeit oder Flexibilität, z. B. auf 1 x 10&supmin;&sup4; m (0,042 inches) benötigt offensichtlich einen größeren Luftdruck von 1.403 - 3.515 kg/m² (2 - 5 psi). Obwohl dies für einige Produkte zufriedenstellend arbeitet, wird angenommen, daß es sich am Rande der Brauchbarkeit bewegt. Ein Grund dafür ist, daß die Flexibilität oder Biegsamkeit des Materials bei größeren Drücken verlorengeht. Zusätzlich tendiert der Roller dazu, wenn der Druck zu groß wird, zu schwanken oder abzuheben, da er in vertikaler Richtung frei gelagert ist, so wie weiter unten diskutiert werden wird.
Fig. 3 stellt im größeren Detail die Befestigung und die mechanischen Aspekte der Erfindung dar. Eine Hochdruckluftzufuhr ist vorgesehen 22, die einen Standardarbeitsdruck von 120 psi ertragen kann. Hiermit verbunden ist ein anfänglicher Druckreduzierer 23, der den Druck auf 1,1 x 10&sup4; - 1,4 x 10&sup4; kg/m² (15 - 20 psi) reduzieren kann, sowie ein zweiter Abschnitt 24, der variabel ist und das Meßgerät 25 enthält, das für die Zwecke der vorliegenden Erfindung von 0 - 762 kg/m² (30 inches von Wasser) kalibriert ist. Der Ausgang des zweiten Abschnitts 24 ist über einen biegsamen Zuleitungsschlauch 26 mit einer rotierenden Verbindung 27 verbunden, die sich dann durch die Achse 28 des Zylinders in das Innere des Balgs 21 erstreckt, um sein Aufblasen aufrechtzuerhalten.
Die Achse 28 wird auf einem Paar von Lagern 29, 30 getragen, so wie besser dargestellt im Fall des Lagers 29 in Fig. 4, so daß es in vertikaler Richtung 31 frei beweglich ist. Das Lager würde typischer Weise ein Rollenlagertyp sein. Schützende Hüllen sind bei 32 und 34 vorgesehen.
Die Befestigung in Fig. 4 ist so ausgebildet, daß der Roller 14 und sein Balg 21 nach Ablösung der Luftzufuhr von dem Förderband abgehoben werden können, ohne daß ein zusätzlicher Abbau nötig wäre. Die einfache Abnahme dieser Anordnung vereinfacht die Säuberung und erhöht die Geschwindigkeit des Wechselns des Förderbands. Zudem verhindert, wie oben diskutiert, die freie vertikale oder nach oben gerichtete Bewegung während der Arbeit jede ungewollte Vorlast des Rollers 14 auf dem Förderband 10. Dies vereinfacht seine Stabilisierungsfunktion. Z. B. erlaubt die frei nach oben gerichtete Bewegung jedem übergroßen Produkt unter dem Stabilisator 2 durchzulaufen, ohne den Fluß zu blockieren. Und natürlich ist die senkrechte Beweglichkeit des Rollers 14, wie dargestellt in Fig. 3, teilweise durch den biegsamen Zufuhrschlauch 26 möglich gemacht.
Um den Roller 14 direkt vom Förderband zu bewegen und dabei die Möglichkeiten einer Diskrepanz in Phase oder Geschwindigkeit zwischen dem stabilisierenden Balg 21 und dem Förderband 10 zu minimieren, enthält jede Nabe 19, 20 als integrierten Teil einen Umfangsstreifen, der in der Zeichnung gezahnt dargestellt ist, der den benötigten Zug auf der Oberfläche des Förderbandes zur Verfügung stellt, auf diese Weise entspricht die Geschwindigkeit der Oberfläche des Balgs der mittleren Geschwindigkeit des Förderbands.
Der Betrieb des Produktstabilisators ist am besten in Fig. 5 dargestellt, wo der Balg 21 des Rollers 14 bei 35 deformiert dargestellt ist, während er gerade über ein Produkt 12 passiert, das vorher instabil war. Betrachtet man dies vom Standpunkt des Bedieners, hat ein Produkt, das auf das Förderband fällt, abhängig von der hohen Geschwindigkeit des Förderbandes 10, eine Tendenz zu verrutschen, zu springen oder zu rollen. Dies geschieht dadurch, daß keine ausreichende Reibung auf der Oberfläche des Bandes für das Produkt vorgesehen ist, um es auf dieselbe Geschwindigkeit zu beschleunigen, mit der sich das Förderband bewegt. Wenn das Produkt unter dem Stabilisator 14 hindurchläuft, paßt sich die biegsame Oberfläche des aufblasbaren Balgs 21 an das Produkt an und unterdrückt jede zufällige Bewegung.
Schließlich, wie dargestellt bei 11, wird sich das Produkt, nachdem es unter dem Roller 14 durchgelaufen ist, entlang dem Förderband bewegen, ohne seine Position zu verändern oder zu rollen, und kann deshalb effektiv durch die Kamera 16 abgebildet werden, so wie dargestellt in Fig. 1.
Die Figuren 6 und 7 zeigen eine alternative Ausführungsform des Balgs 21 und des Rollers 14, wobei drei Schaumgummischeiben 41a, 41b, 41c zur Rotation an der Achse oder der Welle 28 befestigt sind. Das Schaumgummi ist ein sehr elastisches Material, mit einem offenen Schaum geringer Dichte. Es wird an die Welle 28 geklemmt oder geklebt, so wie besser dargestellt in Fig. 7, und wird vorzugsweise mit einem sehr viel kleineren Loch in dem Schaum als dem Durchmesser der Welle 28 verwendet.
In der bevorzugten Ausführungsform werden drei Scheiben verwendet, wobei jede Scheibe eine Dicke von ungefähr 0,025 in (1 inch) aufweist. Auf diese Weise sind die Scheiben 41 bei einer typischen Entfernung von Nabe zu Nabe von ungefähr 1,2 m (48 inches) auf 0,3 m (12 inches) mittig voneinander getrennt. Auf diese Weise ist die Gesamtdicke der drei Scheiben (d.h, 7,6 x 10&supmin;² m (3 inches)) deutlich geringer als die 1,2 in (48 inches) der Entfernung von Nabe zu Nabe, die tatsächlich der Länge des Balgs 21 entspricht. Dies ermöglicht dein Luftdruck innerhalb des Balgs 21 und der Biegsamkeit des Balginaterials selbst, immer noch im wesentlichen seine Fähigkeit zu behalten, sich an Früchte und Gemüse anzupassen, die unter ihm hindurchlaufen.
Zudem ist die Dicke 0,025 m (1 inch) jeder Scheibe 41 sehr viel geringer als ihr Durchmesser (ungefähr 0,17 in (7 inches)), so daß jede Scheibe sich sowohl leicht biegt als auch zusammenpreßbar ist.
Gleichzeitig grenzt jede umfängliche Kante 42 an der Scheibe 41 im wesentlichen an den Balg 21, so daß tatsächlich der Balg die Scheibe enthält. Dies Aneinanderstoßen oder dieser physikalische Kontakt sorgt für eine Dämpfung auf dem Balg 21, was ihm hilft, seine Konzentrizität während der Drehung aufrechtzuerhalten; anders ausgedrückt: Vibrationen werden verhindert.
Eine solche Dämpfung kann wegen der Ungenauigkeiten in der Naht des Balgs, die eine Vibration bei hohen Geschwindigkeiten auslösen kann, nötig sein. Auf diese Weise dienen die Scheiben dazu, Ungenauigkeiten und Schwierigkeiten zu beseitigen, und sehen ein Dämpfen des Balgs während des Drehens in hoher Geschwindigkeit vor, um seinen Kontakt mit dein sich unter ihm bewegenden Produkt aufrechtzuerhalten. Zusätzlich stört die Offenzelligkeit und die niedrige Dichte der Schaumgummischeibe nicht die Biegsamkeit oder die Anpassungsfähigkeit des Balgs 21 an die Früchte und die Gemüse, die unter ihm hindurchlaufen. Anstelle der Verwendung von elastischem Material, wie Schaumgummi, können auch andere Materialien, wie Schwammaterial, geeignet sein. Auf diese Weise wird ein verbesserter Produkstabilisator erreicht.

Claims

1. Produktstabilisator (14) zum Stabilisieren von Produkten (12), die auf einem sich bewegenden Förderband (10) transportiert werden, der folgende Teile enthält:

- ein Paar von rotierenden Naben (19, 20), die rittlings und in treibender Verbindung durch Kontakt mit dem Förderband (10) angeordnet sind; und

- einen aufblasbaren Balg (21), der aus biegsamem Material (21) besteht und zwischen den Naben angeordnet ist, wobei der Balg (21) so angeordnet ist, daß er ein Druckmedium aufnehmen kann und daß er zu einer im wesentlichen zylindrischen Form aufblasbar ist, die dem Balg (21) ermöglicht, sich elastisch an Produkte (12) anzupassen, die zwischen ihm und dem Förderband (10) hindurchlaufen.

2. Produktstabilisator (14) nach Anspruch 1, wobei der Balg (21) fortwährend mit einer Quelle (22) für Druckmedium verbunden ist.

3. Produktstabilisator (14) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Naben (19, 20) mit dem biegsamen Material (21) abschließen und als Wände des im wesentlichen zylindrischen Balgs (21) dienen.

4. Produktstabilisator (14) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 3, wobei der Produktstabilisator (14) zur Verwendung in einem Produktüberwachungssystem vorgesehen ist und zur Stabilisierung der Produkte (12) zur Überwachung auf dem Förderband (10) dient.

5. Produktstabilisator (14) nach einem odere mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Produkte (12, 11) Eßwaren sind.

6. Produktstabilisator (14) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Druckmedium ein Gas ist.

7. Produktstabilisator (14) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Balg (21) aus einem gummiartigen Material mit einem Härtegrad (Durnmeter-Härte) im Bereich von im wesentlichen 5.1 - 5.8 N (60 - 70) besteht.

8. Produktstabilisator (14) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die rotierenden Naben (19, 20) im wesentlichen denselben Umfang wie der Balg (21) aufweisen.

9. Produktstabilisator (14) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, der außerdem folgendes enthält:

- eine Achse (28), an der die Radnaben (19, 20) drehend oberhalb des Förderbandes (10) angeordnet sind, und

- eine Stützvorrichtung (29), um die Achse (28) zu tragen und eine freie nach oben gerichtete Bewegung (31) der Achse (28) zu ermöglichen, so daß übergroße Produkte (12) unter dem Stabilisator (14) passieren können.

10. Verfahren zum Stabilisieren von Produkten (12), die auf einem Förderband (10) transportiert werden, das folgende Schritte enthält:

- Aufblasen eines Balgs (21), der aus biegsamen Material (21) besteht, mit einem Druckmedium, um einen Balg (21) mit im wesentlichen zylindrischer Form zu schaffen, wobei der aufgeblasene Balg (21) zwischen einem Paar von Naben (19, 20) rittlings und in treibender Verbindung durch Kontakt mit dem Förderband (10) angeordnet ist,

- Ablage von Produkten (12) auf das Förderband (10), und

- Transport der Produkte (12) auf dem Förderband, um sie zwischen dem Balg (21) und dem Förderband (10) passieren zu lassen, so daß sich der Balg (21) im wesentlichen den Produkten (12) anpaßt und sie auf dem Förderband (10) stabilisiert.

11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Naben (19, 20) im wesentlichen denselben Umfang wie der Balg (21) aufweisen, mit dem biegsamen Material (21) des Balgs (21) abschließen und als Wände des Balgs (21) dienen, so daß er im wesentlichen luftdicht abgeschlossen ist.

12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, wobei der Balg (21) fortwährend mit einer Quelle (22) für Druckmediurn verbunden ist.

13. Verfahren nach einem-oder mehreren der Ansprüche 10 - 12, wobei das Hochdruckmedium Gas ist, die Produkte (12) Eßwaren sind und der Produkstabilisator zur Verwendung in einem Produktüberwachungssystem vorgesehen ist und zur Stabilisierung der Produkte (12) dient, um sie auf einem Förderband zu überwachen.

14. Produktübenwachungssystem, das einen Produktstabilisator (14) zur Stabilisierung von Produkten (12) für deren Überwachung aufweist, das folgende Teile enthält:

- eine optische Überwachungsvorrichtung (16);

- eine Fördervorrichtung (10) zum Transport von Produkten (12) über einen Weg entlang der optischen Überwachungsvorrichtung (16),

- ein Paar rotierende Naben (19, 20), die rittlings und in treibender Verbindung durch Kontakt mit der Fördervorrichtung (10) angeordnet sind, und

- einen aufblasbaren Balg (21), der aus biegsamem Material (21) besteht und zwischen den Naben (19, 20) angeordnet ist, wobei der Balg (21) so angeordnet ist, daß er ein Druckmedium aufnehmen kann und zu einer im wesentlichen zylindrischen Form aufblasbar ist, die dem Balg (21) ermöglicht, sich elastisch an Produkte (12) anzupassen, die zwischen ihm und der Fördervorrichtung (10) vorbeilaufen.

15. Produktüberwachungssystern nach Anspruch 14, wobei die Naben (19, 20) im wesentlichen denselben Umfang wie der Balg (21) aufweisen, mit dem biegsamen Material (21) des Balgs (21) abschließen und als Wände des Balgs (21) dienen, so daß er im wesentlichen luftdicht abgeschlossen ist.

16. Produktüberwachungssystem nach Anspruch 14 oder 15, wobei der Balg (21) fortwährend mit einer Quelle (22) für Druckmedium verbunden ist.

17. Produktüberwachungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 14 - 16, wobei das Druckmedium Gas ist, die Produkte (12) Eßwaren sind und der Produktstabilisator (14) zum Gebrauch in einem Produktüberwachungssystem angeordnet ist und zur Stabilisierung der Produkte (12) dient, um sie auf der Fördervorrichtung (10) zu überwachen.